一种核辐射屏蔽材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种核辐射屏蔽材料的制备方法，在选定好材料样品基础上，根据优化设计方法所计算出的各组分含量，通过多次复合材料的制备，针对研究的屏蔽复合材料的特点，确定具体的制备流程，按照时间的先后顺序可分为四个阶段：材料准备、固化前处理、材料固化、脱模。能够满足屏蔽不同能量、不同通量中子-混合场的屏蔽材料屏蔽效果最好、力热性能优异、抗辐照性能好的要求。

主权项

一种核辐射屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取基体材料、固化剂及增强相粒子：环氧树脂；均苯四甲酸二酐；顺丁烯二酸酐；环氧丙烷丁基醚；碳化硼；铁粉；碳化钨；纳米二氧化钛；铅粉；2)在选定基体材料、固化剂、增强相材料基础上，根据中子、γ射线与物质相互作用基本原理，采用遗传算法结合MCNP软件建立不同中子‑γ混合场下的屏蔽材料组分优化模型，对屏蔽材料各组分含量进行优化计算，计算的酸酐复合屏蔽材料的配比如下：H：1.52％，¹⁰B：0.36％，¹¹B：1.46％，C：14.56％，O：5.05％，Ti：0.39％，W：14.43％，Pb：62.18％；其中H、C、O元素与中子发生弹性散射使中子能量降低成热中子，B元素吸收热中子，W、Pb元素可有效吸收中子与物质相互作用产生的次级γ和裂变谱的初级γ射线；然后根据计算的组分结果进行材料样品制造：将环氧树脂熔化后称量，加入均苯四甲酸二酐和顺丁烯二酸酐混合并搅拌均匀；然后倒入纳米二氧化钛和环氧丙烷丁基醚，充分搅拌均匀；将增强 相颗粒：碳化硼、铁粉、碳化钨、铅粉加入混合溶液中，搅拌均匀；3)固化前处理：将各组分原料充分混匀，并抽气至真空度不再变化；4)材料固化：将固化前处理后的原料放入成型容器中，在100‑120℃恒温固化1‑2个小时；然后升温至后固化温度120‑140℃，进行后固化1‑2小时；5)脱模：固化完毕后，脱模处理，得到辐射屏蔽材料。