专利名称：石蜡－硼酸中子防护材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及中子防护材料的制备，尤其是涉及以石蜡和硼酸为原料，制备中子防护材料的方法。
中子刀是一种新型的中子放射治疗设备，其作为一种行之有效的大型医疗设备，已被广大医院和患者所接受，并获得良好的赞誉。在中子刀设备中，必须对中子进行有效的防护，以符合国际和国家的相关标准。
中子的防护材料采用含有硼(10B)原子和氢原子的材料，其核反应为
在实际应用中，大多采用硼酸(H3BO4)和含有氢原子较多的材料如石蜡(C30H62)按一定的重量比例关系(硼酸为6％-10％，石蜡为94％-90％)进行混合以制备成中子防护材料。由于石蜡的原料为固态板料，而硼酸为粉末料，为了使混合后的材料密度能够达到0.94克/厘米3以上，在制备过程中，使二者充分混合是制备防护材料的关键。现有技术中，通常的作法是将石蜡板料放入容器中，将容器进行加热，使石蜡成为熔融状态，然后把硼酸粉末倒入盛有熔融石蜡的容器中，再进行充分搅拌，冷却后的材料作为防护材料应用于中子防护中。由于硼酸不溶于熔融的液态石蜡中，且石蜡的密度小(石蜡的密度为0.92克/厘米3)，硼酸的密度大(硼酸的密度为1.4克/厘米3)，这样制作的防护材料必然造成分层状态，即，分为上下两层，上层为石蜡，下层为硼酸。这种方法制备成的分层的石蜡、硼酸防护材料用于中子防护时，其防护效果将大大降低。
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，而提供一种以石蜡和硼酸为原料而制备成密度分布均匀的中子防护材料的方法，本发明的目的是这样实现的，一种石蜡-硼酸中子防护材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤1.将工业用石蜡固态板材粉碎至粒度小于2mm的粉末；2.将步骤1获得的石蜡粉末与工业用硼酸粉末均匀混合，其重量百分比为石蜡90％-94％，硼酸10％-6％；3.将步骤2获得的石蜡和硼酸混合物装入模具中，压制成密度大于0.94克/厘米3的固态防护材料。
按照本发明，石蜡-硼酸中子防护材料的制备过程为将纯度为90％-95％的石蜡固态板材，利用粉碎机等粉碎加工机械进行粉碎加工，使之成为粒度小于2mm的粉末。将纯度为93％-98％的硼酸粉末，与经粉碎的石蜡粉末按适当的重量比例关系经过搅拌机等搅拌设备均匀搅拌混合，其中，石蜡占90％-94％，硼酸占10％-6％。根据对防护材料形状的实际需要，制作相应的模具。所述模具包括下模(凹模)和上模(凸模)，其中的上模安装在2吨-5吨的压力机的滑块上，下模安装在压力机的工作台面上，并将经均匀搅拌混合的石蜡和硼酸混合物装入下模内。调整压力机的滑块行程，使凸模进入凹模的型腔，将粉状的石蜡和硼酸混合物压制成密度大于0.94克/厘米3的固态防护材料。将下模打开，卸下防护材料块，即可获得所需的防护材料块。
实施本发明的中子防护材料的制备方法，可以获得密度大、分布均匀的石蜡-硼酸中子防护材料，其防护效果大大提高。且本发明方法所需的设备简单，很容易实现，具有很强的实用性和重大的经济效益。
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。实施例一
利用粉碎机将纯度为90％的石蜡固态板材，粉碎加工成粒度小于2mm的粉末。将粉碎的石蜡粉末与纯度为95％的硼酸粉末按92％∶8％的重量比例进行混合。利用搅拌机将两种粉末进行充分的搅拌，使其混合均匀。结合中子刀的结构特点，将模具设计成能加工出长方体形状(长20cm，宽12cm，厚8cm)的防护材料的结构，包括下模(凹模)和上模(凸模)，其中的上模安装在3吨的油压机的滑块上，下模安装在油压机的工作台面上，并将经均匀搅拌混合的石蜡和硼酸混合物装入下模内。开动油压机，使上模进入下模后，调整油压机的滑块行程，将粉状的石蜡和硼酸混合物压制成密度为0.96克/厘米3的固态防护材料块。将下模打开，卸下防护材料块，该防护材料块即可用于中子刀的防护。经过测试，中子刀屏蔽罐表面任何一点泄露辐射剂量为8μSv/h，完全达到了国际ICRP60放射性防护标准的规定(小于10μSv/h)。实施例二利用粉碎机将纯度为92％的石蜡固态板材，粉碎加工成粒度小于2mm的粉末。将粉碎的石蜡粉末与纯度为96％的硼酸粉末按93％∶7％的重量比例进行混合。利用搅拌机将两种粉末进行充分的搅拌，使其混合均匀。将模具的上模安装在2吨的油压机的滑块上，下模安装在油压机的工作台面上，并将经均匀搅拌混合的石蜡和硼酸混合物装入下模内。开动油压机，使上模进入下模后，将粉状的石蜡和硼酸混合物压制成密度为0.96克/厘米3的固态防护材料块。将下模打开，卸下防护材料块，该防护材料块即可用于中子刀的防护。经过测试，中子刀屏蔽罐表面任何一点泄露辐射剂量为8.5μSv/h，完全达到了国际ICRP60放射性防护标准的规定(小于10μSv/h)。
权利要求
1.一种石蜡-硼酸中子防护材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将工业用石蜡固态板材粉碎至粒度小于2mm的粉末；(2)将步骤(1)获得的石蜡粉末与工业用硼酸粉末均匀混合，其重量百分比为石蜡90％-94％，硼酸10％-6％；(3)将步骤(2)获得的石蜡和硼酸混合物装入模具中，压制成密度大于0.94克/厘米3的固态防护材料。
2.根据权利要求1所述的石蜡-硼酸中子防护材料的制备方法，其特征在于，所述的工业用石蜡的纯度为90％-95％。
3.根据权利要求1或2所述的石蜡-硼酸中子防护材料的制备方法，其特征在于，所述的工业用硼酸的纯度为93％-98％。
4.根据权利要求1所述的石蜡-硼酸中子防护材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中的模具包括下模和上模，其中的上模安装在2吨-5吨的压力机的滑块上，下模安装在压力机的工作台面上，且所述的经均匀混合的石蜡和硼酸混合物是装入所述模具的下模内。
全文摘要
本发明提供一种石蜡－硼酸中子防护材料的制备方法,以获得中子防护效果好,密度大、分布均匀的中子防护材料,包括以下步骤:1.将工业用石蜡固态板材粉碎至粒度小于2mm的粉末;2.将步骤1获得的石蜡粉末与工业用硼酸粉末均匀混合,其重量百分比为:石蜡:90%—94%,硼酸:10%—6%;3.将步骤2获得的石蜡和硼酸混合物装入模具中,压制成密度大于0.94克/厘米
文档编号C08J5/00GK1256290SQ9912180
公开日2000年6月14日 申请日期1999年10月15日 优先权日1999年10月15日
发明者唐雪飞, 王吉东, 陈常茂, 徐晓春, 张万勤 申请人:深圳市灵顿科技发展有限公司