一种射线防护用干混合物及其制备方法与流程

文档序号:13907161研发日期:2017年阅读:274来源:国知局
技术简介:
本专利针对核电站止推桁架在高温环境下需同时屏蔽γ射线和中子射线且材料易施工的问题,提出由模压铁珠(高密度)、蛇纹卵石(含结晶水)和晶体碳化硼(含硼)组成的干混合物。通过优化组分比例(80%铁珠+19%蛇纹卵石+1%碳化硼),使材料表观密度达3600kg/m³以上,兼具γ射线衰减、中子减速与吸收功能,满足高温长期抗辐射需求,提升施工便捷性。
关键词:射线防护材料,干混合物,核反应堆屏蔽

本发明属于核电工程施工技术领域,具体涉及一种射线防护用干混合物及其制备方法。



背景技术:

γ射线是一种高能量、高频率的电磁波,其穿透能力很强,高密度物质能很好地使其衰减和吸收。中子是不带电荷的粒子,所产生的中子射线具有高度的穿透能力,其中快速中子的屏蔽减速可通过与重原子核的碰撞来实现,而中速中子和慢速中子可用轻元素吸收,如氢原子,同时还需考虑所用材料活化二次γ射线的产生。核电站核反应堆装置的止推桁架在运行时工况复杂,射线防护用干混合物填充于止推桁架空腔中,在满足止推桁架正常工作条件下,还要在高温运行环境中如何有效防护γ射线和中子射线,以满足生物屏蔽要求,同时屏蔽射线的材料还需便于制作和易于止推桁架复杂结构的施工。



技术实现要素:

本发明的针对现有技术中的不足,提供一种射线防护用干混合物及其制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种射线防护用干混合物,其特征在于,由以下组分按质量比例拌制混合而成:

3~5mm模压铁珠79%~81%

0.25~1.25mm蛇纹卵石18%~20%

0.3~0.6mm晶体碳化硼0.9%~1.1%。

为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:

各组分的质量比例如下:

3~5mm模压铁珠80份

0.25~1.25mm蛇纹卵石19份

0.3~0.6mm晶体碳化硼1份。

所述3~5mm模压铁珠的密度≥7.01g/cm3,颗粒级配的筛孔3mm、3.55mm、4.5mm、5mm,筛余质量百分数分别为≥96%、≥85%、≤5%、0。

所述0.25~1.25mm蛇纹卵石的表观密度≥2.5g/cm3、松散密度≥1280kg/m3、紧密密度≥1560kg/m3,颗粒级配的筛孔3mm、0.63mm、1.25mm,累计筛余质量百分数分别为≥99%、≥80%、≤4%,粉尘与粘土块含量的质量百分数分别为≤1%、≤0.25%,化学成分质量百分比为sio2≥36%、mgo≥30%、结晶水h2o≥11%。

所述0.3~0.6mm晶体碳化硼粒度的筛孔最粗粒850um、粗粒600um、基本粒500um、混合粒500~425um、细粒355um,筛余质量百分数分别为0、≤25%、≥45%、≥65%、≥97%,化学成分质量百分比为总硼≥73%、铁≤2.0、总硼加总碳b4c≥94%。

所述干混合物的表观密度≥3600kg/m3

此外,还提出了上述射线防护用干混合物的制备方法,其特征在于:

按比例进行称量,先投入蛇纹卵石,再投入模压铁珠,最后投入晶体碳化硼在强制搅拌器中搅拌60秒后得到可用成品。

干混合物制备按照单位质量进行拌制,每次拌制不超过100kg。

本发明的有益效果是:采用模压铁珠、蛇纹卵石和晶体碳化硼拌制成表观密度大于3600kg/m3干混合物来屏蔽γ射线,同时利用蛇纹卵石富含结晶水且在高温环境下不易逸失的特点,加上硼来屏蔽中子射线,干混合物易于加工制作便于施工,具有在核反应堆运行高温条件下长期抗辐射作用,能有效屏蔽中子射线和γ射线。

具体实施方式

本发明的射线防护用干混合物,由以下组分按质量比例拌制混合而成:

直径3~5mm模压铁珠79%~81%

直径0.25~1.25mm蛇纹卵石18%~20%

直径0.3~0.6mm晶体碳化硼0.9%~1.1%。

实施例中,干混合物按如下方法制备。

一、对干混合物所用(3~5)mm模压铁珠、(0.25~1.25)mm蛇纹卵石、(0.3~0.6)mm晶体碳化硼进行检验,检验结果见表1~4。

表1(3~5)mm模压铁珠检验结果

表2(0.25~1.25)mm蛇纹卵石检验结果1

表3(0.25~1.25)mm蛇纹卵石检验结果2

表4(0.3~0.6)mm晶体碳化硼检验结果

二、将检验满足要求的(3~5)mm模压铁珠、(0.25~1.25)mm蛇纹卵石、(0.3~0.6)mm晶体碳化硼按照表5的配合比进行如下拌制:先投入蛇纹卵石,再投入模压铁珠,最后投入晶体碳化硼在强制搅拌器中搅拌60秒后得到可供施工用的干混合物,制成的干混合物表观密度实测值为5090kg/m3

表5干混合物配合比

以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。



技术特征:

技术总结
一种射线防护用干混合物及其制备方法,该射线防护用干混合物由以下组分均匀混合制备而成:3~5mm模压铁珠80份,0.25~1.25mm蛇纹卵石19份,0.3~0.6mm晶体碳化硼1份。该干混合物的表观密度大于3600 kg/m3并富含硼和结晶水,制作简便,具有在核反应堆运行高温条件下长期抗辐射作用,有效屏蔽中子射线和γ射线,满足核反应堆装置的设计要求。

技术研发人员:崔正严;梁权刚;杨浩;沈益军;钱伏华
受保护的技术使用者:中国核工业华兴建设有限公司
技术研发日:2017.10.09
技术公布日:2018.03.09
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