[发明专利]一种用于屏蔽中子和电子的泡沫铝

说明书

本发明涉及辐射防护技术领域，具体涉及一种用于屏蔽中子和电子的泡沫铝，所述泡沫铝的泡孔率为65～85％，泡孔直径为1～3mm，所述的泡沫铝中填充还有碳化硼和中子吸收剂；其中，泡沫铝，碳化硼和中子吸收剂重量比为1：(0.3～0.6)：(0.05～0.2)；本发明通过在泡沫铝材料中添加碳化硼及中子吸收剂的混合物，控制泡沫铝材料的泡孔率及泡孔直径，用于实现该泡沫铝材料对中子和电子优异的屏蔽效果。

技术领域

本发明涉及辐射防护技术领域，具体涉及一种用于屏蔽中子和电子的泡沫铝。

背景技术

中子辐射是一种少见的过程，但是其极具危害性，中子与物质相互作用时，主要是和原子核内的核力相互作用，与外壳层的电子不会发生作用。中子通过物质时具有很强的穿透力，对人体产生的危险比相同剂量的X射线、γ射线更为严重。人体受中子辐射后，肠胃和雄性性腺会严重损伤、诱导肿瘤的生物效应高、并易导致早期死亡，同时受损伤的机体易感染且程度重，所致眼晶体混浊的相对生物效应为γ或X射线的2～14倍。造成造血器官衰竭，消化系统损伤，中枢神经损伤。还可以造成恶性肿瘤、白血病、白内障等。中子辐射还会产生遗传效应，影响受辐射者后代发育。

现有技术中，核电是最具有发展前景的清洁能源之一，核电站使用的材料普遍具有极强的放射性，对环境、人类、动物具有较大的危害性，如何进行核防护、防止核污染是一个复杂的研究课题。在考虑中子辐射屏蔽的同时，有时还需要考虑电子元件的电磁屏蔽，避免电子设备之间的相互干扰，但是现有技术中，用于中子辐射防护的材料功能单一，不同同时进行中子和电子的屏蔽防护。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于屏蔽中子和电子的泡沫铝，其不仅能实现中子辐射的屏蔽，还能有效避免电磁感应造成的电子设备工作异常。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于屏蔽中子和电子的泡沫铝，所述泡沫铝的泡孔率为65～85％，泡孔直径为1～3mm，所述的泡沫铝中填充还有碳化硼和中子吸收剂；

其中，泡沫铝，碳化硼和中子吸收剂重量比为1：(0.3～0.6)：(0.05～0.2)。

本发明中，通过控制泡沫铝材料的泡孔率及泡孔直径，并在泡沫铝中填充碳化硼和中子吸收剂，其中，碳化硼作为一种高硬材料，可以吸收大量的中子而不会形成任何放射性同位素，该碳化硼填充在泡沫铝中，随泡沫铝发泡后附着在泡孔表面上，间接的提高了吸收中子的表面积；同时，该碳化硼也可作为一种增强材料，提高泡沫铝的结构强度。

碳化硼的粒度对于其表面积的影响较大，同等重量的碳化硼，其粒度越小，表面积越大，其所能实现的吸收中子的能力也就越强，结合现有技术能实现的，本发明所述的碳化硼的粒径为5～20μm。

所述的中子吸收剂能进行中子俘获，放出次级的γ光子能量低，易于防护，易于被碳化硼防护住，实现中子辐射的有效控制。本发明中，所述的中子吸收剂为Gd、Cd、Sm、Eu、Gd化合物，Cd化合物，Sm化合物或Eu化合物，或其组合。

泡沫铝及其中填充的碳化硼及中子吸收剂的量对于该屏蔽材料的屏蔽能力具有较大的影响，优选的情况下，所述泡沫铝，碳化硼和中子吸收剂重量比为1：(0.42～0.48)：(0.08～0.15)。

进一步的，根据本发明，用于所述的泡沫铝的发泡剂为氢化钛或氢化锆。

进一步的，为了确保发泡剂用于发泡后形成的泡孔大小满足要求，所述的发泡剂经研磨并过100～180目筛。

上述用于屏蔽中子和电子的泡沫铝的制备方法，包括以下步骤：