中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构的制作方法

本实用新型涉及辐射防护材料技术领域，尤其涉及一种中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构。

背景技术：

在反应堆、核电站、核装备等涉核设施运行过程中，会伴随产生各种射线，从而形成多种射线并存的混合辐射场，其中γ射线和中子的贯穿水平都很强，可能透过薄弱位置对周围环境造成一定的潜在危害。研究其辐射屏蔽/防护以最大限度地降低其危害是一项十分重要且迫切的工作。

近年来，在辐射防护中，对实际场景中形态复杂微型涉核设施/设备部件的外围屏蔽、束流导管外壁的加强防护、位置特殊器件或部件的表面包覆、辐射防护服用材料的制备，都要求材料具有柔性且易于弯折和裁切等特殊附加性能。国内外对于柔性屏蔽材料的研究工作均为针对单一射线开展，比如将铅粉或碳化硼粉弥散在丁苯橡胶(付明,王勇,李芳.SBR橡胶基柔性屏蔽材料制备工艺研究.核动力工程,2013,34(6):165-168)等，但在复合防护方面主要为刚性结构(罗晓渭,郭朝选,郭俊,等.一种γ-中子混合场复合防护结构.CN,202957049U[P].2013-5-29.)；这主要是由于一旦将具有中子和伽马屏蔽/吸收功能的填料同时混入后，材料的力学性能将急剧下降甚至丧失柔性特性。如何在有效屏蔽中子和伽马射线的同时，又能使防护材料保持柔性且易于弯折和裁切的特性，是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构，其特征在于，包括：

至少一层硅橡胶基柔性中子屏蔽层；

至少一层硅橡胶基柔性伽马屏蔽层，其无缝贴附在硅橡胶基柔性中子屏蔽层上。

优选的是，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层内含有碳化硼；所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层内含有钨粉颗粒。

优选的是，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层的厚度为2～5毫米。

优选的是，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层与硅橡胶基柔性伽马屏蔽层的厚度比为1～2:1～2。

优选的是，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层内含有碳化硼的质量份数为25～40％。

优选的是，所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层内含有钨粉颗粒的质量份数为50～60％。

优选的是，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层和硅橡胶基柔性伽马屏蔽层均设置为一层。

优选的是，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层至少有两层，且在相邻的硅橡胶基柔性中子屏蔽层之间设置有至少一层硅橡胶基柔性伽马屏蔽层。

本实用新型中，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层由硅橡胶生胶原料与碳化硼粉末经混炼后再经交联得到，制备过程为，取硅橡胶生胶100份、碳化硼粉末40～80份(折算为质量份数即25～40％)、白炭黑10份、羟基硅油5份，在开炼机上50℃下混炼20分钟，在压片机上模压成型为片材后，置于⁶⁰Coγ辐射场中室温下进行辐射交联，使吸收剂量达50kGy即得到；所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层由硅橡胶生胶原料与钨粉颗粒经混炼后再经交联得到，制备过程为，取硅橡胶生胶100份、钨粉颗粒120～180份(折算为质量份数即50～60％)、白炭黑10份、羟基硅油10份，在开炼机上50℃下混炼30分钟，在压片机上模压成型为片材后，置于⁶⁰Coγ辐射场中室温下进行辐射交联，使吸收剂量达50kGy即得到；所述硅橡胶生胶原料为甲基乙烯基硅橡胶、二甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶等常见市售硅橡胶中的任意一种；所述碳化硼粉末和钨粉颗粒均为亚微米级或纳米级。

本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型通过在将具有伽马屏蔽功能的硅橡胶层无缝贴附在具有中子屏蔽功能的硅橡胶层上，因而既确保材料具有屏蔽中子和伽马射线的辐射防护功能，同时保持柔韧性优异且批次间的力学性质稳定，具有很好的柔韧性，并可180度弯折和随意裁切。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本实用新型中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构的结构示意图；

图2为本实用新型另一种结构的中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本实用新型提供一种中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构，如图1所示，包括：

至少一层硅橡胶基柔性中子屏蔽层1；

至少一层硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2，其无缝贴附在硅橡胶基柔性中子屏蔽层1上。

在该技术方案中通过在将具有伽马屏蔽功能的硅橡胶层无缝贴附在具有中子屏蔽功能的硅橡胶层上，因而既确保材料具有屏蔽中子和伽马射线的辐射防护功能，同时保持柔韧性优异且批次间的力学性质稳定，具有很好的柔韧性，并可180度弯折和随意裁切。在该技术方案中，由于硅橡胶基柔性中子屏蔽层和硅橡胶基柔性伽马屏蔽层本身具有粘性，因此两者可以实现无缝贴附。

在上述技术方案中，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层内含有碳化硼11；所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层内含有钨粉颗粒21。

在上述技术方案中，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层的厚度为2～5毫米。采用该厚度可以更优的实现屏蔽中子和伽马射线的辐射防护功能，且柔韧性较佳。

在上述技术方案中，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层与硅橡胶基柔性伽马屏蔽层的厚度比为1～2:1～2。采用该厚度比例可以更优的实现屏蔽中子和伽马射线的辐射防护功能，且柔韧性较佳。

在上述技术方案中，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层内含有碳化硼的质量份数为25～40％。采用该比例的碳化硼含量，可以更优的实现屏蔽中子的辐射防护功能。

在上述技术方案中，所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层内含有钨粉颗粒的质量份数为50～60％。采用该比例的钨粉颗粒含量，可以更优的实现屏蔽伽马射线的辐射防护功能。

在另一种技术方案中，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层和硅橡胶基柔性伽马屏蔽层均设置为一层。采用该方式，可以实现屏蔽中子和伽马射线的辐射防护功能，且柔韧性较佳。

在另一种技术方案中，如图2所示，所述硅橡胶基柔性中子屏蔽层1至少有两层，且在相邻的硅橡胶基柔性中子屏蔽层1之间设置有至少一层硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2。采用该方式，可以更优的实现屏蔽中子和伽马射线的辐射防护功能，且具有一定的柔韧性。

实施例1：

如图1所示，一种中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构，包括：底部的硅橡胶基柔性中子屏蔽层1；硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2，其贴附在所述底部的硅橡胶基柔性中子屏蔽层1的顶部；碳化硼11分散于所述底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1内部；钨粉颗粒21分散于所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2内部。

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层厚度为4毫米；

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层与硅橡胶基柔性伽马屏蔽层的厚度比为1:1；

上述碳化硼的粒径为100微米，其质量份数为30％；

上述钨粉颗粒的粒径为500纳米，其质量份数为50％。

实施例2：

一种中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构，包括：底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1；硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2，其贴附在所述底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1的顶部；碳化硼11分散于所述底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1内部；钨粉颗粒21分散于所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2内部。

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层厚度为2毫米；

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层与硅橡胶基柔性伽马屏蔽层的厚度比为1:1.5；

上述碳化硼的粒径为500纳米，其质量份数为40％。

上述钨粉颗粒的粒径为200纳米，其质量份数为50％。

实施例3：

一种中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构，包括：底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1；硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2，其贴附在所述底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1的顶部；碳化硼11分散于所述底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1内部；钨粉颗粒21分散于所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2内部。

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层厚度为5毫米；

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层与硅橡胶基柔性伽马屏蔽层的厚度比为2:1；

上述碳化硼的粒径为100微米，其质量份数为25％。

上述钨粉颗粒的粒径为100微米，其质量份数为60％。

实施例4：

一种中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构，包括：底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1；硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2，其贴附在所述底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1的顶部；碳化硼11分散于所述底部硅橡胶基柔性中子屏蔽层1内部；钨粉颗粒21分散于所述硅橡胶基柔性伽马屏蔽层2内部。

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层厚度为4毫米；

上述硅橡胶基柔性中子屏蔽层与硅橡胶基柔性伽马屏蔽层的厚度比为2:1.5；

上述碳化硼的粒径为100微米，其质量份数为30％。

上述钨粉颗粒的粒径为200纳米，其质量份数为55％。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的中子-伽玛混合场用柔性复合防护结构的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。