防輻射材料

基本要求

幾乎所有材料對X、γ射線都具有一定的防護能力。物質的密度越強,，對X、γ射線的防護能力也越強。因此,若採用密度較小的輕物質，則要達到相同防護效果時，所需要的結構厚度就很大，這樣便減小了建築物的有效使用面積。當然，具體工程，應兼顧材料來源是否廣泛，施工難易程度以及經濟性是否合理等因素進行綜合考慮。對於中子射線的防護，則不但需要重元素，而且需要充分的輕元素。因為對於能量大的快速中子，在密度大的材料中有減速作用；對於能量較低的中速中子，只有含氫元素的材料才具有對其減速的效果，而氫元素在水中含量較多，所以可採用含結晶水或化學結合水的物質充當防護中子流的“化學衛士”。

防輻射材料的分類

按防輻射材料的功能及使用部位,可將其分為防穿透性輻射材料和表面輻射防護材料兩大類。

1.防穿透性輻射材料：防穿透性輻射材料包括防輻射混凝土，鉛、鋼鐵等重金屬材料，普通混凝土，黏土磚砌體，壓實土壤，石墨，防輻射玻璃，以及防輻射橡膠和塑膠等。

2.表面輻射防護材料：表面輻射防護材料包括有機板材、塗料、金屬材料和無機非金屬材料等。當然，防輻射材料還可根據其化學組成進行分類，如分為金屬材料，無機非金屬材料，高分子材料和有機、無機複合材料等。

中子防護機理

中子與物質相互作用的類型主要取決於中子的能量。根據中子能量的高低，可以把中子分為能量小於5keV的慢中子、能量範圍為5~100keV的中能中子和能量為0.1500MeV 的快中子三大類，其中能量小於1eV(一般為0.025eV)的慢中子也稱為熱中子。各類中子與物質的原子核相互作用過程基本上可分為散射和吸收兩類，散射又可以分為彈性散射和非彈性散射。慢中子與原子核作用的主要形式是吸收，中能中子和快中子與物質作用的主要形式是彈性散射；而能量大於10MeV的快中子與原子核的作用以非彈性散射為主。在上述中子和物質的相互作用過程中，除了彈性散射之外，其餘各種作用均會產生次級輻射。因此，輻射防護是相當重要的。實際工作中大多數情況遇到的是快中子，快中子和物質相互作用時，首先是快中子的散射和減速然後是慢中子被吸收後放出共化粒子或γ射線。由於防護服厚度的限制，通常中子輻射防護服只對中低能中子的防護有效。

X射線、Y射線防護機理

(1)X射線是一種波長為0. 001~10nm的電磁波,它是由原子內層軌道電子躍遷或高能電子減速時與物質的能量交換作用產生的射線。X射線的光量子能量約為0.01~10MeV，是可見光的5000倍。高能量的X射線光子對物質具有強大的穿透能力。防X射線的實質是降低穿過物質層的X射線強度，即通過禁止作用達到防X射線輻射傷害。X射線與物質發生光電效應、康普頓效應和電子對效應的機率分別與物質的原子序數的四次方、一次方和二次方成正比，所以物質的原子序數大小直接決定該物質對X射線禁止性能的好壞。鉛元素以其原子序數大，價格低廉等特點成為最重要的X射線禁止物質，但是鉛氧化物具有一定的毒性，會對環境產生一定的污染。因此，在一些要求低毒環境中，則更多地使用硫酸鋇作為禁止物質。

(2)γ射線是一種比X射線波長更短射線能量更高的電磁波，通常由重核裂變裂變產物衰變、輻射俘獲非彈性散射.活化產物衰變時從核內釋放出的高頻射線另外當中子被吸收後也會產生γ射線。和X射線一樣，γ光子不帶電，與物質相互作用機制不同於帶電粒子，主要以光電效應康普頓效應和電子對效應為主，與物質發生一次相互作用會導致其損失大部分或全部能量。γ射線防護纖維及紡織品的防護機理與X射線相同。

防輻射材料

基本介紹

基本要求