基本介紹
- 中文名：中子吸收玻璃
- 外文名：neutron-absotbing glass
- 作用：減弱吸收中子流
- 定義：具有減弱吸收中子流能力的玻璃
基本概念,中子吸收玻璃例子,
基本概念
中子具有很高的能量,根據中子的能級不同,中子可以分為快中子、中能中子、慢中子和熱中子等。從吸收射線能力方面來考慮,原子序數高的元素使Y射線衰減更有效,而彈性散射面積大的元素對高速中子衰減成低速中子更有效。散射作用使高速中子變成熱中子或低速中子時,容易被原子核吸收,從而使吸收截面大的元素的吸收效果增大。因此,希望中子禁止材料中儘可能多的含有吸收截面大的元素。由於各種元素對快中子的吸收截面都比較小,所以對快中子一般採用慢化的方法,使快中子慢化為慢中子和熱中子,然後再進行吸收。在聚乙烯樹脂、環氧樹脂或者矽橡膠中加人吸收截面積大的硼化物和鎘粉製成的禁止材料,透明性和耐熱性差,實際套用要求高度透明的、耐熱的和良好化學穩定性的窺視窗用防中子玻璃。吸收慢中子最好的元素是B、Cd、Eu、Dy、Sm、Pm等,通常採用氧化硼和氧化鎘製造防中子玻璃。這種防種子輻射玻璃主要用於原子能工業以及核醫學和同位素實驗室等方面做窺視窗材料,用於觀察核反應室內的反應情況,以便進行監控。
中子吸收玻璃例子
日本曾公開兩種中子吸收玻璃組成,如表所示。
質量分數/%
(1) | SiO2 | 19.3 | Si2O3 | 11.2 | CaF2 | 12.6 | CdO | 55.7 |
(2) | Si2O3 | 31.1 | ZrO2 | 3.1 | TO2 | 2.0 | CdO | 63.8 |
由於CdO有毒,生產中需投人環保和勞保費用,加加大製造成本,所以儘管Cd元素的中子吸收截面積高,但一般趨向於不用。
法國國家科學研究中心(CNRS, Centre National de la Recherche Scientifique)USP4,608,352提出的一類含Gd2O3的吸收中子的氮氧玻璃。釓具有非常高的中子吸收性質,其吸收截面積高達46000,而某些元素如鋁為0.23,鐵為2.53,鉻為2.9,鎳為4.6,硼為755。早期的研究已證明,當氮化物受到快中子輻射或重離子轟擊時,氮有良好的抗輻射能力。氨化物的抗輻射性比獨居石[磷鈰礦,(Ce,La,Nd…)PO4]高500倍。
