新型聚丙烯酸-金屬復(fù)合輻射屏蔽材料研究.pdf

1、隨著人類社會的高速發(fā)展，核科學(xué)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在能源、工業(yè)、國防等多種領(lǐng)域，各種輻射射線給生物體和電子元器件帶來的危害也日益嚴(yán)重，研發(fā)新型高效的輻射屏蔽材料也已成為核科學(xué)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。近年來，一些基于高分子樹脂基材的復(fù)合材料由于具有輕質(zhì)、易加工成型、廉價等優(yōu)點，開始在航空領(lǐng)域、醫(yī)療設(shè)備、涉核人員的安全防護(hù)等方面展現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。本文將鍵合具有抗輻射功效的金屬功能粒子的小分子單體原位聚合，制備了三種性能良好的新型復(fù)合材料

2、，并對制備的各類材料進(jìn)行相關(guān)的表征和輻射屏蔽性能的測試。論文主要做了如下三方面的研究工作:
　　1.分別采用熱引發(fā)和光引發(fā)的方法原位聚合，制備了一系列含不同比例丙烯酸鉛的聚丙烯酸鉛樹脂，并對制備的樹脂采用模壓法二次成型加工，制得聚丙烯酸鉛樹脂材料;利用傅里葉紅外、掃描電鏡等儀器進(jìn)行了材料的基本物化性質(zhì)表征，使用微居級137Cs和60Co作為放射源，利用微機多道γ譜儀進(jìn)行γ能譜測量，根據(jù)粒子穿透的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對材料的γ射線屏蔽性能進(jìn)行

3、了測試。結(jié)果表明:光引發(fā)聚合制備的聚丙烯酸鉛樹脂復(fù)合材料的γ射線屏蔽性能明顯優(yōu)于熱引發(fā)聚合制備的復(fù)合材料，材料對于抗0.662 MeV、1.17 MeV和1.33 MeV的γ射線的半值層厚度最低分別可以達(dá)到3.80 cm、5.10 cm和4.94 cm。
　　2.采用光引發(fā)的方法原位聚合，制備了一系列含不同比例丙烯酸釓的聚丙烯酸釓樹脂，并對制備的樹脂采用模壓法二次成型加工，制得聚丙烯酸釓樹脂材料;利用傅里葉紅外、掃描電鏡等儀器進(jìn)行

4、了材料的基本物化性質(zhì)表征，使用微居級238Pu、137Cs和60Co作為放射源，利用微機多道γ譜儀進(jìn)行γ能譜測量，根據(jù)粒子穿透的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對材料的γ射線屏蔽性能進(jìn)行了測試，討論了丙烯酸釓含量對γ輻射防護(hù)性能的影響，證實了含稀土元素釓的材料對低能γ射線有非常好的屏蔽作用，而對于中能γ輻射屏蔽效果有限;同時采用241Am-Be中子源對材料的中子屏蔽性能進(jìn)行了測試，所制得的材料在1.71 cm厚度條件下，對熱中子的屏蔽率可達(dá)到80.65％，對

5、快中子的屏蔽效果不明顯。
　　3.采用熱引發(fā)的方法制備了丙烯酸釓/海藻酸鈉/丙烯酰胺水凝膠，并對水凝膠在40℃的保水性能、不同環(huán)境下的溶脹性能、力學(xué)性能、低能γ射線以及中子輻射屏蔽性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明:所制備的水凝膠材料，丙烯酸釓的最佳百分含量為2.65％，所對應(yīng)的水凝膠保水率為362.71％;在25℃的去離子水環(huán)境中，最大溶脹率為3045.03％;彈性模量可達(dá)到1.25 MPa、最大拉伸率為500％;水凝膠材料對于抗79.9