KR20140122579A - Manufacturing method of polymer based radiation shielding material and the polymer based radiation shielding material thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리머 기반 방사선 차폐소재에 관한 것이다.
The present invention relates to a process for preparing a polymer-based radiation shielding material and a polymer-based radiation shielding material produced thereby.
현재 원자력 발전소에서 발생하는 사용후 핵연료에는 많은 양의 열중성자가 발생되며, 이러한 열중성자가 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 사용후 핵연료를 발전소 내의 임시 수중 저장고에서 보관한다. 또한, 사용후 핵연료의 재처리기술에 대한 연구는 진행되고 있으나, 상용화기술의 확보는 전무한 상태이며, 전자/전기산업분야의 급격한 발전에 따른 전력 사용량의 급격한 증가에 따라 사용후 핵연료의 발생량이 지속적으로 증가할 것으로 예상되므로 사용후 핵연료 저장/운송 시설의 연구개발이 시급한 상황이다. Currently spent nuclear fuel in nuclear power plants generates a large amount of thermal neutrons. In order to prevent these thermal neutrons from being released to the outside, spent fuel is stored in a temporary underwater storage in a power plant. Although research on the reprocessing technology of spent nuclear fuel has been going on, there has been no commercialization technology, and the amount of spent fuel is continuously increased due to the rapid increase of electric power consumption due to the rapid development of the electric / . Therefore, research and development of spent fuel storage / transportation facilities is urgent.
국내의 경우 2016년부터 포화상태가 되는 사용후 핵연료(고준위) 방사선폐기물에 대하여 세 가지 방안이 논의되고 있는데, 첫 번째는 임시저장 포화시점을 2023년까지 연장, 두 번째는 이를 위한 중간저장 시설 확보, 세 번째는 이후 2024년 연구처분장을 운영하는 것이다.In Korea, three methods are discussed for the spent nuclear fuel (high level) radioactive waste that becomes saturated from 2016. The first is to extend the temporary storage saturation point to 2023, , And the third is to operate a research repository in 2024.
국내 가압경수로(Presurized Water Ractor-PWR)의 경우, 주로 각 원전의 임시 저장소의 수조 내 조밀랙에서 보관하는 습식 저장 방식을 이용하고 있으며, 가압중수로(Pressurized Heavy Water Reactor-PHWR)인 월성 원전(Canada Deuterium Uranium- CANDU)의 경우는 습식 및 건식저장 방식을 이용하여 보관하고 있다. 또한, 사용후 핵연료 중간저장시설 확충 및 저장용기의 필요성은 증대되고 있으나, 방사선 물질 수송용기, 건/습식 저장용기 및 방사선 폐기물 저장소 출입문 등에 관한 국내연구는 초보 단계이다. 사용후 핵연료 저장용기 소재는 기본적으로 우수한 열중성자 흡수능, 부식저항성, 우수한 기계적성질, 경량화 소재, 중성자 분위기에서의 안전성 등이 확보되어야 한다. 최근 일본, 미국, 독일을 비롯한 선진국에서는 열중성자 차폐용 재료로 내부식성이 우수한 알루미늄 합금 및 스테인리스강에 중성자 흡수능이 우수한 보론(B)이나 보론화합물을 복합화하여 고효율의 차폐성능을 갖는 신소재를 개발 중에 있다. For the Presurized Water Ractor (PWR), we mainly use the wet storage method, which is stored in a dense rack in the reservoir of the temporary reservoir of each nuclear power plant. The pressurized Heavy Water Reactor (PHWR) Deuterium Uranium-CANDU) is stored using wet and dry storage methods. In addition, the need for the expansion and storage of spent nuclear fuel storage facilities is increasing, but domestic research on the transport of radioactive materials, dry / wet storage containers, and radioactive waste storage tanks is a first step. The spent fuel storage vessel material should have basically excellent thermal neutron absorption capacity, corrosion resistance, excellent mechanical properties, lightweight material, and safety in neutron atmosphere. In recent years, advanced countries including Japan, USA, Germany have developed high-efficiency shielding performance by combining boron (B) and boron compounds, which have excellent neutron absorbing ability in aluminum alloys and stainless steels excellent in corrosion resistance as thermal neutron shielding materials have.
중성자 차폐소재는 Borated Stainless Steel(BSS), Borated Al, 또는 보론과 알루미늄 분말을 소결한 Boral 등 중성자 흡수능이 뛰어난 보론이 함유된 재질로 구성되어 있고, 대부분, BSS 조밀랙 또는 스테인리스강 구조물에 Boral 미임계 판을 부착한 조밀랙을 사용하고 있으나, 현재 BSS 및 Boral의 경우 수소발생 등의 문제점을 갖고 있다. The neutron shielding material is made of Borated Stainless Steel (BSS), Borated Al, or boron sintered with boron and aluminum powder, which contains boron with excellent neutron absorbing ability. Mostly, Boral Although a dense rack with a critical plate is used, current BSS and boral have problems such as hydrogen generation.
또한, 현재 상용의 중성자 차폐/흡수용 금속복합소재는 기지금속인 알루미늄 합금에 수십 마이크론 크기의 보론 또는 보론화합물을 첨가하여 제조하는데, 보론 또는 보론화합물의 함량이 약 5 중량%이상 되면 열간가공성, 냉간가공성, 기계적성질 및 용접성 등이 급격하게 저하되는 문제점이 있고, 스테인레스강의 경우 오스테나이트상 내의 보론의 용해도가 취약하므로 2 중량% 정도의 소량의 보론이 첨가될 수밖에 없으므로 높은 중성자 차폐성능을 기대하기 어려운 실정이다.In addition, currently commercially available metal composite materials for shielding / absorbing neutrons are prepared by adding a boron or boron compound having a size of several tens of microns to an aluminum alloy, which is a base metal. When the content of the boron or boron compound is about 5 wt% There is a problem in that cold workability, mechanical properties, weldability and the like are abruptly lowered. In the case of stainless steel, boron in the austenite phase is weak in solubility. Therefore, a small amount of boron of about 2 wt% It is a difficult situation.
세계 최초로 개발된 폴리머기지 보론 복합재인 미국 Bisco사의 Baraflex는 중성자 조사에 의한 재료 수축 및 균열 문제로 생산이 중단된 상황이며, 위의 문제점을 해결하기 위해 미국의 여러 회사에서 물성과 가공성 측면에서 유리한 폴리에틸렌(PE)을 이용한 Borated PE를 개발하였다. 이는 주로 B2O3와 Na2B4O7을 PE 내 분산하여 판재와 블록, 필요에 따라서는 유연한 필름형태로도 제조하나, 필름이나 얇은 판재의 경우 열중성자 흡수 성능이 떨어지는 문제점이 있다. Baraflex, a polymer matrix boron composite material developed by the world's first company, has been discontinued due to material shrinkage and cracking caused by neutron irradiation. In order to solve the above problems, several companies in the United States have developed polyethylene (PE) was developed. This is mainly because B 2 O 3 and Na 2 B 4 O 7 are dispersed in PE to produce plate and block and flexible film if necessary. However, in case of film or thin plate, there is a problem that the thermal neutron absorption performance is inferior.
Nelco와 Shieldwerx에서 천연 보론이 최대 30% 함유된 보론 복합재를 개발하였으나 연성, 가공성 및 열적특성이 많이 감소하여 중성자와 감마선 차폐재용으로는 주로 5 내지 10 %의 보론 농도를 이용하나, 보론 함량에 따른 기계적/열적 특성 저하는 보론 첨가량의 한계를 가져오며 이는 결국 중성자 차폐능의 한계를 의미한다.
Nelco and Shieldwerx have developed a boron composite containing up to 30% of natural boron but have reduced ductility, processability, and thermal properties, resulting in a boron concentration of 5 to 10% for neutron and gamma ray shielding materials, Mechanical / thermal degradation limits the amount of boron added, which in turn means the limit of neutron shielding ability.
이에, 본 발명의 발명자들은 중성자 차폐능을 향상시키기 위한 소재에 대하여 연구하던 중, 폴리머 분말 내에 방사선 차폐제를 10 내지 40 중량% 혼합하여 차폐소재에 직접 코팅함으로써 기계적 특성 및 내부식성을 유지하면서, 중성자 차폐성능의 향상이 가능한 것을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention have studied neutron shielding ability, and have found that when the radiation shielding agent is mixed with 10 to 40 wt% of the radiation shielding material in the polymer powder and directly coated on the shielding material, The shielding performance can be improved, and the present invention has been completed.
본 발명의 목적은 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material and a polymer-based radiation shielding material produced thereby.
이를 위하여, 본 발명은To this end,
폴리머와 방사선 차폐재를 혼합하는 단계(단계 1); 및Mixing the polymer and radiation shielding material (step 1); And
상기 단계 1에서 혼합되어 제조된 혼합물을 화염용사(flame spray)를 통해 기재에 코팅하는 단계(단계 2);Coating the mixture prepared in
를 포함하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법을 제공한다.
Based radiation shielding material. ≪ Desc /
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조되어, 기재 및 상기 기재 표면에 형성된 방사선 차폐재를 포함하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제공한다.
The present invention also provides a polymer-based radiation shielding material produced by the above method, comprising a substrate and a radiation shield formed on the substrate surface.
나아가, 본 발명은 상기 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 포함하는 사용후 핵연료 저장용기를 제공한다.
Further, the present invention provides a spent nuclear fuel storage vessel comprising the polymer-based radiation shielding material.
본 발명에 따르면 폴리머 분말 내에 방사능 차폐재 분말을 10 내지 40 중량% 혼합하여 방사능차폐재의 함유량을 증가시킨 것을 차폐소재에 직접 코팅함으로써, 높은 방사선 차폐능을 보유함과 동시에 기계적/열적 물성 및 내부식성을 유지하면서 구조체로서의 기계적 강도를 유지할 수 있다.
According to the present invention, by mixing 10% to 40% by weight of the radioactive shielding material powder in the polymer powder to increase the content of the radiation shielding material, the radiation shielding material has high radiation shielding ability and at the same time has excellent mechanical / thermal property and corrosion resistance It is possible to maintain the mechanical strength as a structure.
도 1은 본 발명의 제조방법에 있어서 폴리머 및 원료물질의 분말들이 혼합되는 모습을 도식화한 그림이고;
도 2는 본 발명에 따른 제조방법에 있어서 화염용사에 사용되는 장치(좌) 및 이를 이용한 코팅하는 방법을 도시한 사진(우)이고;
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 사용된 알루미늄 기판(좌) 및 이를 폴리머-보론카바이드 혼합물로 화염용사하여 코팅한 기판(우)이고;
도 4는 본 발명의 코팅 기술에 의한 코팅층의 모식도이고;
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 X-선 회절 분석한 그래프이고;
도 6은 본 발명의 실시예 1에서 원료분말로서 사용된 저밀도 폴리에틸렌(좌) 및 보론 카바이드(우)의 주사전자현미경 이미지이고;
도 7은 본 발명의 실시예 1에서 사용된 폴리머-보론카바이드 혼합물의 표면(좌) 및 단면(우)을 나타낸 주사전자현미경 이미지이고;
도 8는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에서 제조된 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 단면에 대한 주사전자현미경 이미지이고;
도 9는 본 발명에 따라 제조된 폴리머와 방사선 차폐재의 혼합물을 기재에 용사하는 회수에 따른 중성자검출량을 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating mixing of powders of a polymer and a raw material in the production method of the present invention; FIG.
2 is a photograph (right) showing a device (left) used in the flame spraying and a coating method using the same in the manufacturing method according to the present invention;
3 is an aluminum substrate (left) used in Example 1 of the present invention and a substrate (right) coated with a polymer-boron carbide mixture by flame spraying;
4 is a schematic view of a coating layer by the coating technique of the present invention;
5 is a graph of X-ray diffraction analysis of the polymer-based radiation shielding material prepared in Example 1 of the present invention;
6 is a scanning electron microscope image of low density polyethylene (left) and boron carbide (right) used as raw material powder in Example 1 of the present invention;
7 is a scanning electron microscope image showing the surface (left) and cross-section (right) of the polymer-boron carbide mixture used in Example 1 of the present invention;
8 is a scanning electron microscope image of a cross-section of the polymer-based radiation shielding material prepared in Examples 1 to 4 of the present invention;
FIG. 9 is a graph showing the neutron detection amount according to the recovery of the mixture of the polymer prepared according to the present invention and the radiation shielding material onto the substrate.
본 발명은The present invention
폴리머와 방사선 차폐재를 혼합하는 단계(단계 1); 및Mixing the polymer and radiation shielding material (step 1); And
상기 단계 1에서 혼합되어 제조된 혼합물을 화염용사(flame spray)를 통해 기재에 코팅하는 단계(단계 2);Coating the mixture prepared in
를 포함하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법을 제공한다.
Based radiation shielding material. ≪ Desc /
이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by steps.
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1은 폴리머와 방사선 차폐재를 혼합하는 단계이다(도 1 참조).
In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, the
상기 단계 1에서는 폴리머와 방사선 차폐재를 분말상태로 혼합함으로써 마이크로 크기로 분쇄된 방사선 차폐재가 폴리머 내에 균일하게 분산되도록 할 수 있다. 상기 방사선 차폐재는 이후의 단계에서 화염용사되어 폴리머 기반 방사선 차폐소재로 제조될 수 있는데, 상기 단계 1에서 폴리머 내에 균일하게 분산됨으로써, 입사되는 방사선과의 충돌확률을 증가시킬 수 있다. 충돌된 방사선은 평균 자유경로의 길이가 감소하게 되어 방사선의 흡수 및 감쇠 확률을 증가시키고, 그 결과 방사선이 효과적으로 차폐될 수 있다.
In the
또한, 방사선 차폐능은 방사선 차폐재의 종류 (중성자의 경우는 미세흡수단면적, 감마선의 경우는 감쇠상수)와 기지 내 함량 및 차폐재의 두께에 의해 결정되고, 또한 방사선 차폐물질의 입자크기가 방사선 차폐능에 큰 영향을 줄 수 있으므로, 미세한 방사선 차폐물질 입자를 폴리머에 균일하게 분산시켜 방사선 차폐재를 제조하는 것이 바람직하다.
In addition, the radiation shielding ability is determined by the type of the radiation shielding material (the fine absorption cross section in the case of neutrons and the attenuation constant in the case of the gamma rays), the content in the base and the thickness of the shielding material, and the particle size of the radiation shielding material It is desirable to prepare a radiation shielding material by uniformly dispersing fine particles of the radiation shielding material in the polymer.
이때, 본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 본 발명에 따른 상기 방사선 차폐재에 의해 차폐되는 방사선은 중성자 또는 감마선인 것이 바람직하다.At this time, in the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, the radiation shielded by the radiation shielding material according to the present invention is preferably a neutron or a gamma ray.
차폐되는 방사선이 중성자인 경우, 상기 나노입자는 열중성자 흡수단면적이 크므로 중성자 흡수능이 우수한 보론, 리튬, 가돌리늄, 사마륨, 유로퓸, 카드뮴, 디스프로슘 또는 이를 포함하는 화합물 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다. 이러한 방사선 차폐재는 용도에 따라, 기지의 종류에 따라 선택할 수 있으나, 이들 중에서 보론 또는 보론 화합물인 것이 더욱 바람직하다. 바람직한 보론 화합물은 보론 트리옥사이드(B2O3, boron trioxide), 붕사(Na2B4O7, borax), 보론 카바이드(B4C, boron carbide) 및 보론 나이트라이드(BN, boron nitride) 등을 들 수 있다. When the shielding radiation is a neutron, the nanoparticles are preferably boron, lithium, gadolinium, samarium, europium, cadmium, dysprosium or a compound containing them or a mixture thereof having excellent neutron absorption ability because the cross- The radiation shielding material may be selected depending on the kind of the base, depending on the application, and among them, boron or a boron compound is more preferable. Preferred boron compounds are boron trioxide (B 2 O 3, boron trioxide ), borax (Na 2 B 4 O 7, borax), boron carbide (B 4 C, boron carbide) and boron nitride (BN, boron nitride), etc. .
차폐되는 방사선이 감마선인 경우, 상기 방사선 차폐재는 고밀도인 납, 철, 텅스텐 또는 이를 포함하는 화합물, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
When the shielded radiation is a gamma ray, it is preferable that the radiation shielding material is high density lead, iron, tungsten or a compound containing it, or a mixture thereof.
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 폴리머는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 에폭시(Epoxy), 고무 등이 바람직하며, 상기 고무로는 합성고무, 천연고무, 실리콘계 고무, 불소계 고무 등이 바람직하다. 상기 폴리머는 방사선 차폐재와 용이하게 혼합되고, 혼합시 특별히 물성 변동이 나타나지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이중, 폴리에틸렌 계열이 수소원자 함유량으로 볼 때 더욱 바람직하다.
In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, the polymer is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), epoxy, And as the rubber, synthetic rubber, natural rubber, silicone rubber, fluorine rubber and the like are preferable. It is preferable to use the polymer that is easily mixed with the radiation shielding material and does not exhibit any particular property change upon mixing. Of these, the polyethylene type is more preferable in view of the hydrogen atom content.
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1의 상기 방사선 차폐재는 혼합물에 대하여 10 내지 40 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다.In the method of producing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, it is preferable that the radiation shielding material of
상기 방사선 차폐재의 폴리머 기지 내 함량에 따라, 제조되는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 방사선 차폐능 및 기계적/열적 물성에 영향을 줄 수 있다. 본 발명에서는 방사선 차폐를 위한 방사선 차폐재의 양을 혼합단계에서 임의로 증가/감소시킬 수 있을 뿐 아니라 이를 화염용사함으로써 코팅 두께도 자유롭게 조절이 가능하다. 또한, 상기 방사선 차폐재가 혼합물에 대하여 10 중량% 미만으로 혼합되는 경우, 방사선 차폐재가 적게 장입되어 방사선 차폐 효과가 감소한다는 문제점이 있고, 상기 방사선 차폐재가 폴리머에 대하여 40 중량%를 초과하여 혼합되는 경우, 기계적/열적 특성이 저하되어 가공성이 떨어지고, 제조된 차폐소재의 무게가 현저히 증가하는 문제점이 있다.
Depending on the content of the radiation shielding material in the polymer base, it may affect the radiation shielding ability and the mechanical / thermal properties of the polymer-based radiation shielding material to be produced. In the present invention, not only the amount of the radiation shielding material for shielding radiation can be arbitrarily increased / decreased in the mixing step, but also the coating thickness can be freely adjusted by flame spraying. In addition, when the radiation shielding material is mixed at less than 10 wt% with respect to the mixture, there is a problem that the radiation shielding material is less charged and the radiation shielding effect is reduced. When the radiation shielding material is mixed with more than 40 wt% , The mechanical / thermal properties are deteriorated and the workability is deteriorated, and the weight of the produced shielding material is remarkably increased.
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1의 혼합은 밀링(milling)을 통해 수행되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 밀링을 통해 혼합하는 경우 미세한 입자들을 균질하게 혼합할 수 있다.
In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, the mixing of the
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1의 방사선 차폐재는 입자 크기가 100 nm 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 방사선 차폐재의 입자 크기가 100 nm 미만인 경우 응집되어 폴리머 내에 균일하게 분산되지 않을 수 있다는 문제점이 있고, 100 ㎛를 초과하는 경우 차폐 소재가 기지 소재와 직접 맞닿을 경우 입자가 클수록 그 접촉 면적이 증가함으로써 코팅 접착력이 감소할 수 있는 문제점이 있다. In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, the radiation shielding material of
이때, 상기 단계 1의 폴리머는 입자 크기가 1㎛ 내지 200 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 폴리머의 입자 크기가 1㎛ 미만인 경우 상기 방사선 차폐재가 폴리머 내에 균일하게 복합화되지 않는 문제점이 있고, 200 ㎛를 초과하는 경우 스프레이 노즐에서 복합화된 분말의 공급이 원활하지 않은 문제점이 있다.
At this time, it is preferable that the polymer of
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1에서 혼합되어 제조된 혼합물은 입자 크기가 1 ㎛ 내지 300 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 혼합물의 크기가 상기 범위를 벗어나는 경우 이를 용사하기 위한 스프레이 노즐에서 공급이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 있다.
In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, it is preferable that the mixture prepared in
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 혼합되어 제조된 혼합물을 화염용사(flame spray)를 통해 기재에 코팅하는 단계이다(도 1 참조).In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, the
종래에는 판재와 블록, 필요에 따라서는 유연한 필름 형태로도 제조하였으나, 필름이나 얇은 판재의 경우 열중성자 흡수 성능이 떨어지는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 따르면, 폴리머와 방사선 차폐재의 혼합물을 이용하여 기재에 직접 코팅함에 따라 코팅되는 혼합물의 두께를 적절히 조절할 수 있어 방사선 차폐능이 우수한 소재를 제조할 수 있다. Conventionally, a plate material, a block and, if necessary, a flexible film have been produced. However, the film or the thin plate material has a problem that the thermal neutron absorption performance is inferior. However, according to the present invention, when a mixture of a polymer and a radiation shielding material is directly coated on a substrate, the thickness of the mixture to be coated can be appropriately adjusted, and thus a material having excellent radiation shielding ability can be manufactured.
또한, 본 발명에 따르면 방사선 차폐재를 포함하는 혼합물이 기재 위에 직접 코팅이 가능하므로 기계적 특성, 가공성, 성형성 및 모양 등에 제한을 받지 않기 때문에 다양한 형태의 즉, 의료전자장비, 국방용 무기체계의 방어시스템, 우주선 및 인공위성의 우주방사선 차폐 등에도 활용이 가능하다.
In addition, according to the present invention, since the mixture containing the radiation shielding material can be directly coated on the substrate, it is not restricted by mechanical properties, workability, formability, and shape, so that various types of medical electronic equipment, It can also be used for shielding cosmic radiation of systems, spacecrafts and satellites.
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 화염용사는 화염온도 100 내지 400 ℃, 혼합분말 용사속도 100 내지 200 m/s, 용사거리 10 내지 20 cm의 조건에서 수행되는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, it is preferable that the flame spraying is performed under the conditions of a flame temperature of 100 to 400 ° C, a mixed powder spray rate of 100 to 200 m / s, and a sag distance of 10 to 20 cm Do.
상기 화염온도가 100 ℃ 미만인 경우에는 혼합분말이 충분히 용융되지 않아 코팅이 어려운 문제점이 있고, 400 ℃를 초과하는 경우 혼합분말이 과도하게 용융되어 코팅이 흘러내릴 수 있다는 문제점이 있다. If the flame temperature is lower than 100 ° C, there is a problem that the mixed powder is not sufficiently melted and coating is difficult. When the flame temperature is higher than 400 ° C, the mixed powder is melted excessively and the coating may flow down.
상기 혼합분말의 용사속도가 100 m/s 미만인 경우 코팅시 접착력이 약해질 수 있다는 문제점이 있고, 200 m/s를 초과하는 경우에는 용융된 혼합물이 되튕겨 나올 수 있다는 문제점이 있다. When the spraying speed of the mixed powder is less than 100 m / s, there is a problem that the adhesive strength may be weakened when coated. When the spraying speed is more than 200 m / s, the molten mixture may be repelled.
상기 혼합분말의 용사거리는 용사속도와 반대로 작용하여, 용사거리가 10 cm 미만인 경우에는 용융된 혼합물이 되튕겨 나올 수 있다는 문제점이 있고, 20 cm를 초과하는 경우에는 코팅시 접착력이 약해질 수 있다.The spraying distance of the mixed powder is opposite to the spraying speed. When the spraying distance is less than 10 cm, the molten mixture may be repelled. When the spraying distance is more than 20 cm, the coating may be weakened.
이때, 용사코팅 생산성이 3 내지 5 kg/hr가 되도록 용사를 수행할 수 있으며, 생산성은 높을수록 좋다.
At this time, spraying can be performed so that the spray coating productivity is 3 to 5 kg / hr, and the higher the productivity, the better.
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법에 있어서, 상기 기재로는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 스칸듐, 이트륨, 코발트, 크롬, 니켈, 탄탈륨, 몰리브덴, 텅스텐, 철, 구리 등 및 이들의 합금 등의 금속기재인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
In the method of manufacturing a polymer-based radiation shielding material according to the present invention, the substrate may be made of a metal such as stainless steel, aluminum, titanium, zirconium, scandium, yttrium, cobalt, chromium, nickel, tantalum, molybdenum, tungsten, iron, , But it is not limited thereto.
또한, 본 발명은 상기의 방법으로 코팅되어, 금속기재 및 상기 금속기재 표면에 형성된 방사선 차폐재를 포함하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제공한다(도 3 및 도 4 참조).The present invention also provides a polymer-based radiation shielding material coated with the above method, comprising a metal substrate and a radiation shield formed on the surface of the metal substrate (see FIGS. 3 and 4).
본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재는 마이크로 또는 나노 크기로 분쇄된 방사선 차폐재가 폴리머 내에 균일하게 분산되어 입사되는 방사선과의 충돌확률을 증가시킴으로써 방사선 차폐능이 향상될 수 있다는 효과가 있다. 또한, 방사선 차폐를 위한 방사선 차폐재의 양을 혼합단계에서 임의로 증가/감소시킬 수 있을 뿐 아니라 이를 화염용사함으로써 코팅 두께도 자유롭게 조절이 가능하고, 기지 금속 구조 소재 위에 직접 코팅되므로 기계적 특성, 가공성, 성형성 및 모양 등에 제한을 받지 않고 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재는 다양한 형태의 즉, 의료전자장비, 국방용 무기체계의 방어시스템, 우주선 및 인공위성의 우주방사선 차폐 등에도 활용이 가능하다.
The polymer-based radiation shielding material according to the present invention has an effect that the radiation shielding ability can be improved by increasing the probability of collision of the radiation shielding material pulverized into micro or nano size with the incident radiation uniformly dispersed in the polymer. In addition, the amount of the radiation shielding material for shielding radiation can be arbitrarily increased / decreased in the mixing step, and the coating thickness can be freely adjusted by flame spraying and it is directly coated on the base metal structure material. The polymer-based radiation shielding material can be manufactured without being limited by the shape and shape. Thus, the polymer-based radiation shielding material according to the present invention can be utilized in various types of medical electronic equipments, defense systems for defense weapons systems, cosmic radiation shielding for spacecrafts and satellites.
나아가, 본 발명은 상기의 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 포함하는 사용후 핵연료용 용기를 제공한다. 이때, 상기 사용후 핵연료용 용기는 사용후 핵연료 저장용기 및 사용후 핵연료 운송용기인 것이 바람직하다.Furthermore, the present invention provides a container for a spent nuclear fuel comprising the above polymer-based radiation shielding material. At this time, it is preferable that the spent fuel container is a spent fuel storage container and a spent fuel transportation container.
원자력 발전소에서 발생하는 사용후 핵연료는 많은 양의 열중성자가 발생되며 이러한 열중성자가 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 사용후 핵연료를 발전소 내의 임시 수중 저장고에서 보관하고 있다. 이에, 사용후 핵연료 용기의 소재는 기본적으로 우수한 열중성자 흡수능, 부식저항성, 우수한 기계적성질, 경량화 소재, 중성자 분위기에서의 안전성 등이 확보되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 이용해 사용후 핵연료 용기를 제조하면, 기계적 특성, 가공성, 성형성 및 모양 등에 제한을 받지 않고 높은 방사선 차폐능을 보유함과 동시에 기계적/열적 물성 및 내부식성을 유지하면서 구조체로서의 기계적 강도를 유지할 수 있다.
Spent fuel from nuclear power plants generates a large amount of thermal neutrons. In order to prevent these thermal neutrons from being released to the outside, spent fuel is stored in temporary underwater storage in the power plant. Therefore, the material of the spent nuclear fuel container should have basically excellent thermal neutron absorbing ability, corrosion resistance, excellent mechanical properties, lightweight material, and safety in a neutron atmosphere. Therefore, when the spent fuel container is manufactured using the polymer-based radiation shielding material according to the present invention, it has high radiation shielding ability without being restricted by mechanical properties, processability, formability and shape, The mechanical strength of the structure can be maintained while maintaining the corrosion resistance.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예들은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해 제시된 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples are provided to further illustrate the present invention, but the present invention is not limited by the following examples.
<실시예 1> 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조 1Example 1 Preparation of polymer-based
단계 1: 폴리머-방사선차폐재 혼합물의 제조Step 1: Preparation of a polymer-radiation shielding material mixture
저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low density polyethylene, Wenzhou Huate Hot-Metals Co. LTD) 분말 10 g과 보론 카바이드(B4C, boron carbide, 고순도화학) 분말 10 g을 수평식 유성볼밀(TM P300)을 이용하여 밀링하여 혼합하였다. 이때, 보론 카바이드는 저밀도 폴리에틸렌에 대하여 혼합되도록 밀링 후 LDPE를 30g 추가로 혼합하여 3차원 혼합기 (Turbular power mixing system, 대명기업)를 이용하여 최종적으로 폴리머-보론카바이드 혼합물을 제조하였고, 혼합된 보론 카바이드의 함량은 총 혼합물 중량에 대하여 20 중량%였다.
10 g of powder of low density polyethylene (LDPE), low density polyethylene (Wenzhou Huate Hot-Metals Co., LTD) and 10 g of boron carbide (B 4 C, boron carbide, high purity chemical) powder were dispersed by using a horizontal planetary ball mill (TM P300) Milled and mixed. At this time, boron carbide was milled so as to be mixed with low density polyethylene, and then 30 g of LDPE was further mixed to prepare a polymer-boron carbide mixture finally using a three-dimensional mixer (Turbular power mixing system, Daemyung) Was 20% by weight based on the total weight of the mixture.
단계 2: 화염용사를 이용한 금속기재에의 코팅Step 2: Coating the metal substrate with a flame spray
상기 단계 1에서 제조된 폴리머-보론카바이드 혼합물을 폴리머 화염 용사기(Polymer flame sprayer, TERCO-P)를 이용하여 화염용사하였다(도 2 참조). 이때, 화염용사 조건은 하기와 같다. The polymer-boron carbide mixture prepared in
300℃의 화염에서 혼합물을 용융하고, 이를 약 150 m/s의 용사속도로, 약 15 cm의 용사거리에서 조건에서 폴리머-보론카바이드 혼합물을 분사하여 5 cm x 5 cm x 2 mm 크기인 판상의 알루미늄 모재에 0.5 mm 의 두께로 직접 코팅하여 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제조하였다.
The mixture was melted in a flame at 300 DEG C and sprayed with a polymer-boron carbide mixture under the conditions of a spraying rate of about 15 cm at a spray rate of about 150 m / s to obtain a plate-like 5 cm x 5 cm x 2 mm A polymer-based radiation shielding material was prepared by directly coating aluminum base material with a thickness of 0.5 mm.
<실시예 2> 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조 2Example 2: Preparation of polymer-based
본 발명에 따른 실시예 1의 단계 1에서 보론 카바이드를 총 혼합물에 대하여 10 중량 %가 되도록 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건에서 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제조하였다.
A polymer-based radiation shielding material was prepared under the same conditions as in Example 1, except that boron carbide was mixed in an amount of 10% by weight based on the total mixture in the
<실시예 3> 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조 3Example 3: Preparation of polymer-based radiation shielding material 3
본 발명에 따른 실시예 1의 단계 1에서 보론 카바이드를 총 혼합물에 대하여 30 중량 %가 되도록 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건에서 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제조하였다.
A polymer-based radiation shielding material was prepared under the same conditions as in Example 1 except that boron carbide was mixed in a proportion of 30% by weight based on the total mixture in the
<실시예 4> 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조 4Example 4: Preparation of polymer-based radiation shielding material 4
본 발명에 따른 실시예 1의 단계 1에서 보론 카바이드를 총 혼합물에 대하여 40 중량 %가 되도록 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건에서 폴리머 기반 방사선 차폐소재를 제조하였다.
A polymer-based radiation shielding material was prepared under the same conditions as in Example 1, except that the boron carbide was mixed in an amount of 40% by weight based on the total mixture in the
<실험예 1> X-선 회절분석 Experimental Example 1 X-ray diffraction analysis
본 발명에 따른 폴리머-보론 카바이드 혼합물 코팅층의 구성원소에 대하여 알아보기 위하여, 실시예 1의 단계 1에서 제조된 혼합물에 대하여 X-선 회절분석기(Rigaku D/MAX 2500H using Cu Ka radiation operating at 40kV and 100mA)를 이용하여 X-선 회절분석을 수행하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.To investigate the constituent elements of the polymer-boron carbide mixture coating layer according to the present invention, the mixture prepared in
도 5에 따르면, 기판인 Al과 모재인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 분산입자인 B4C 입자들이 나타나는 것을 알 수 있다.
According to Fig. 5, it can be seen that Al as a substrate, low density polyethylene (LDPE) as a base material, and B 4 C particles as dispersed particles appear.
<실험예 2> 주사전자현미경 관찰 1<Experimental Example 2> Scanning electron
본 발명에서 사용되는 복합분말의 미세구조에 대하여 알아보기 위하여, 본 발명의 실시예 1에서 원료분말로 사용된 저밀도 폴리에틸렌 폴리머 및 보론 카바이드 각각과, 실시예 1의 단계 1에 따라 혼합된 이들의 혼합물을 주사전자현미경(SEM, FEI Sirion)을 통해 관찰하였고, 그 결과를 도 6 및 도 7에 나타내었다.
In order to examine the microstructure of the composite powder used in the present invention, each of the low density polyethylene polymer and boron carbide used as the raw material powder in Example 1 of the present invention and the mixture thereof according to
도 6에 따르면, 저밀도 폴리에틸렌 폴리머는 입자 크기가 약 50 ㎛ 이하(좌)이고, 보론 카바이드는 입자 크기가 약 100 ㎛(우)인 것을 확인할 수 있고, 또한 입자가 비교적 균일하게 분포하는 것을 확인할 수 있다. According to FIG. 6, it can be seen that the particle size of the low density polyethylene polymer is about 50 μm or less (left) and that the boron carbide has a particle size of about 100 μm (right), and that the particles are relatively uniformly distributed have.
도 7에 따르면, 검은색을 띠는 폴리머 기지 내에 검은색의 보론 카바이드 입자가 분포하는 것을 폴리머-보론카바이드 혼합 분말의 표면(좌) 및 단면(우) 모두에서 확인할 수 있고, 폴리머 기지 내에 보론 카바이드 입자가 균일하게 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다.
According to Fig. 7, the distribution of black boron carbide particles in the black polymer base can be confirmed both on the surface (left) and on the cross section (right) of the polymer-boron carbide mixed powder, It can be confirmed that the particles are uniformly dispersed.
<실험예 3> 주사전자현미경 관찰 2<Experimental Example 3> Scanning
본 발명에서 제조되는 코팅층의 미세구조에 대하여 관찰하기 위하여, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 4에서 제조된 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 코팅층의 단면을 주사전자현미경(SEM, FEI Sirion)을 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.In order to observe the microstructure of the coating layer prepared in the present invention, the cross-section of the coating layer of the polymer-based radiation shielding material prepared in Examples 1 to 4 according to the present invention was observed using a scanning electron microscope (SEM, FEI Sirion) And the results are shown in Fig.
도 8에 따르면, 총 혼합물에 포함된 보론 카바이드의 혼합비율에 관계없이 이들의 혼합물이 기판인 알루미늄과 매우 잘 접합되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 저밀도 폴리에틸렌 폴리머 기지 내에 보론 카바이드(B4C) 입자가 분산되어 있는 코팅층을 형성하는 것을 알 수 있다.
According to Fig. 8, regardless of the mixing ratio of boron carbide contained in the total mixture, it can be confirmed that the mixture is very well bonded to the substrate aluminum, and boron carbide (B 4 C) particles are contained in the low density polyethylene polymer base To form a dispersed coating layer.
<실험예 4> 열중성자 차폐 성능의 관찰<Experimental Example 4> Observation of thermal neutron shielding performance
본 발명에서 제조되는 코팅층에 대하여 열중성자 차폐 성능을 관찰하기 위하여, 본 발명에 따른 실시예 1의 단계 1에서 혼합된 혼합물을 폴리머 화염 용사기(Polymer flame sprayer, TERCO-P)를 이용하여 300℃의 화염에서 용융하고, 이를 약 150 m/s의 용사속도로, 약 15 cm의 용사거리에서 조건에서 5 cm x 5 cm x 2 mm 크기인 판상의 알루미늄 모재에 용사 회수를 1 회에서 5 회로 증가시키며 용사하였다. In order to observe the thermal neutron shielding performance of the coating layer prepared in the present invention, the mixture mixed in the
이와 같이 제조된 방사선 차폐소재의 코팅층에 대하여 하나로 (HANARO) 연구용 원자로의 중성자 4축 회절장치 (FCD, four-circle diffractometer)를 이용하여 이를 통과하는 열중성자 검출 개수를 분석하였고, 그 결과를 도 9에 나타내었다.
The number of thermal neutrons passing through the coating layer of the thus-prepared radiation shielding material was analyzed using a four-circle diffractometer (FCD) of HANARO research reactor. The results are shown in FIG. 9 Respectively.
도 9에 따르면, 용사 회수가 증가함에 따라 열중성자 차폐 성능이 향상되는 것을 알 수 있는데, 이는 코팅층 내에서의 보론 카바이드의 함량이 증가하기 때문이다. 이때, 용사 회수에 따라 코팅층의 두께를 조절할 수 있다. 그림에서 I0는 차폐소재가 없는 상태에서 열중성자가 통과할 때 검출되는 열중성자의 개수를 의미하며, I 는 차폐소재가 코팅된 알루미늄 기판을 열중성자가 통과할 때 검출되는 열중성자의 개수를 의미한다. 이때, 도 9에서 용사회수가 0인 경우 I/I0 값이 1이 아닌 것을 확인할 수 있는데, 이는 상기 I 값이 차폐소재가 코팅되지 않은 순수 알루미늄 기판을 통과할 때의 값을 의미하고, 알루미늄 자체로도 중성자를 미량 흡수하기 때문이다.According to FIG. 9, it can be seen that the thermal neutron shielding performance is improved as the number of spraying increases, because the content of boron carbide in the coating layer is increased. At this time, the thickness of the coating layer can be adjusted according to the number of spraying. In the figure, I 0 represents the number of thermal neutrons detected when a thermal neutron passes through without a shield, and I represents the number of thermal neutrons detected when a thermal neutron passes through a shielded aluminum substrate. it means. In this case, in FIG. 9, it can be seen that the I / I0 value is not 1 when the number of spraying is 0, which means the value when the I value passes through a pure aluminum substrate on which the shielding material is not coated, Because it absorbs a small amount of neutrons.
따라서 폴리머-보론화합물 혼합물의 코팅 회수가 증가함에 따라 I/I0 가 작아지는 것으로부터 중성자 차폐 성능이 향상되는 것을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the neutron shielding performance is improved by decreasing I / I 0 as the coating number of the polymer-boron compound mixture is increased.
Claims (14)
상기 단계 1에서 혼합되어 제조된 혼합물을 화염용사(flame spray)를 통해 기재에 코팅하는 단계(단계 2);
를 포함하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
Mixing the polymer and radiation shielding material (step 1); And
Coating the mixture prepared in step 1 on the substrate through a flame spray (step 2);
Based radiation shielding material.
상기 방사선은 중성자 또는 감마선인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radiation is a neutron or a gamma ray.
상기 방사선이 중성자인 경우, 상기 방사선 차폐재는 보론, 리튬, 가돌리늄, 사마륨, 유로퓸, 카드뮴 및 디스프로슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종, 또는 이들을 포함하는 화합물, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radiation shielding material is a polymer based on boron, lithium, gadolinium, samarium, europium, cadmium, and dysprosium, or a compound or a mixture thereof, when the radiation is a neutron. Method of manufacturing radiation shielding material.
상기 방사선이 감마선인 경우, 상기 방사선 차폐재는 납, 철 및 텅스텐으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종, 또는 이를 포함하는 화합물, 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radiation shielding material is one selected from the group consisting of lead, iron and tungsten, or a compound containing the same, or a mixture thereof, when the radiation is gamma ray.
상기 폴리머는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 에폭시(Epoxy), 및 합성고무, 천연고무, 실리콘계 고무 및 불소계 고무로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 고분자인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymer is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene (PE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), epoxy and synthetic rubber, natural rubber, silicone rubber and fluorinated rubber Wherein the polymer is one kind of polymer selected from the group consisting of one type of rubber.
상기 단계 1의 상기 방사선 차폐재는 폴리머에 대하여 10 내지 40 중량%로 혼합되는 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radiation shielding material of step 1 is mixed in an amount of 10 to 40% by weight based on the polymer.
상기 단계 1의 혼합은 밀링(milling)을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mixing of step 1 is performed through milling. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 단계 1의 폴리머는 입자 크기가 1 ㎛ 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer of step 1 has a particle size of from 1 m to 200 m.
상기 단계 1의 방사선 차폐재는 입자 크기가 100 nm 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radiation shielding material of step 1 has a particle size of 100 nm to 100 탆.
상기 단계 1에서 혼합되어 제조된 혼합물은 입자 크기가 1 ㎛ 내지 300 ㎛인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the mixture prepared in step 1 has a particle size in the range of 1 탆 to 300 탆.
상기 단계 2의 화염용사는 화염온도 100 내지 400 ℃, 혼합분말 용사속도 100 내지 200 m/s, 용사거리 10 내지 20 cm의 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the flame spraying in step 2 is performed at a flame temperature of 100 to 400 ° C, a mixed powder spray rate of 100 to 200 m / s, and a sag distance of 10 to 20 cm.
상기 기재는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 스칸듐,이트륨, 코발트, 크롬, 니켈, 탄탈륨, 몰리브덴, 텅스텐, 철, 구리 등 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 기재인 것을 특징으로 하는 폴리머 기반 방사선 차폐소재의 제조방법.
The method according to claim 1,
The substrate is at least one metal substrate selected from the group consisting of stainless steel, aluminum, titanium, zirconium, scandium, yttrium, cobalt, chromium, nickel, tantalum, molybdenum, tungsten, Based radiation shielding material.
6. A polymer-based radiation shielding material, produced by the method of claim 1, comprising a substrate and a radiation shield formed on the substrate surface.
15. A spent fuel storage vessel comprising the polymer-based radiation shielding material of claim 13.
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