UA73413C2 - Material for protection against radiation and a method for producing the material ?? ?? ?? ?? - Google Patents
Material for protection against radiation and a method for producing the material ?? ?? ?? ?? Download PDFInfo
- Publication number
- UA73413C2 UA73413C2 UA2003098379A UA2003098379A UA73413C2 UA 73413 C2 UA73413 C2 UA 73413C2 UA 2003098379 A UA2003098379 A UA 2003098379A UA 2003098379 A UA2003098379 A UA 2003098379A UA 73413 C2 UA73413 C2 UA 73413C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- mixture
- radiation
- binder
- filler
- ratio
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 48
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 44
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 13
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 12
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 abstract 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 abstract 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 7
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 3
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 3
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- NYPYHUZRZVSYKL-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-3-(4-hydroxy-3,5-diiodophenyl)propanoate Chemical compound OC(=O)C(N)CC1=CC(I)=C(O)C(I)=C1 NYPYHUZRZVSYKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- SURVVDRUGZTTOX-UHFFFAOYSA-N formic acid;lead Chemical compound [Pb].OC=O SURVVDRUGZTTOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
- G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
- G21F1/10—Organic substances; Dispersions in organic carriers
- G21F1/103—Dispersions in organic carriers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Група винаходів відноситься до області радіаційного матеріалознавства, фізиці і ядерній техніці, зокрема, 2 до матеріалів, призначених для використання в різних галузях народного господарства для виготовлення чи покриття екранів, що послабляють рентген- і гамма-випромінювання, і може бути застосована для виготовлення захисних контейнерів .The group of inventions refers to the field of radiation materials science, physics and nuclear engineering, in particular, 2 to materials intended for use in various sectors of the national economy for the manufacture or coating of screens that attenuate X-ray and gamma radiation, and can be used for the manufacture of protective containers .
При виготовленні захисних контейнерів одночасно створюють конструкцію і матеріал. У зв'язку з тим, що радіоактивні відходи мають різні межі активності, що обумовлено великою неоднорідністю їхнього складу, процес 70 створення радіаційно-захисних матеріалів визначається конкретними умовами експлуатації і є дуже трудомістким і дорогим процесом.When manufacturing protective containers, the structure and material are created at the same time. Due to the fact that radioactive waste has different limits of activity, due to the great heterogeneity of their composition, the process 70 of creating radiation-protective materials is determined by specific operating conditions and is a very time-consuming and expensive process.
Найбільш ефективний захист від радіаційного випромінювання здійснюється матеріалами, до складу яких входять елементи з великим атомним номером, тобто важкі елементи.The most effective protection against radiation radiation is provided by materials that include elements with a large atomic number, that is, heavy elements.
Тому основною задачею при створенні об'єктів захисту від рентген- і гамма-випромінювання є зниження маси 19 | товщини, розроблювальних для цього матеріалів. Однак створення ефективного захисту зі зменшеною товщиною матеріалу веде до зростання маси захисного шару матеріалу через використання відомих "важких" рентген-поглинаючих наповнювачів, що мають високу щільність. | навпаки, збереження ступеня ослаблення рентген- і гамма-випромінювання при зниженні щільності матеріалу, за рахунок зменшення маси наповнювача спричиняє необхідність збільшення товщини захисту.Therefore, the main task in creating objects of protection against X-ray and gamma radiation is to reduce the mass of 19 | the thickness of the materials developed for this purpose. However, the creation of effective protection with a reduced thickness of the material leads to an increase in the mass of the protective layer of the material due to the use of known "heavy" X-ray absorbing fillers that have a high density. | on the contrary, preservation of the degree of attenuation of X-ray and gamma radiation with a decrease in the density of the material due to a decrease in the mass of the filler causes the need to increase the thickness of the protection.
У цьому полягає основне протиріччя при створенні матеріалів, що забезпечують ефективний і компактний захист від рентген- і гамма-випромінювання, оскільки одночасного зниження товщини і маси радіаційно-захисного матеріалу практично неможливо досягти при застосуванні відомих металевих наповнювачів.This is the main contradiction in the creation of materials that provide effective and compact protection against X-ray and gamma radiation, since the simultaneous reduction of the thickness and mass of the radiation protective material is practically impossible to achieve when using known metal fillers.
Це протиріччя вирішується шляхом компромісного підходу до вибору товщини і маси захисного матеріалу з с урахуванням його вартості. Ге)This contradiction is solved by a compromise approach to choosing the thickness and mass of the protective material, taking into account its cost. Gee)
Для забезпечення ефективного захисту від радіоактивного випромінювання останнім часом створюються композиційні матеріали, що з'єднують позитивні якості двох чи декількох матеріалів чи двох фаз одного матеріалу. У радіаційно-захисному композиційному матеріалі застосовують наповнювач у вигляді суміші, що містить метал. У полімерних композиційних матеріалах матрицею є полімер, утворений на основі якого-небудь о зв'язного матеріалу. У якості зв'язного матеріалу знайшли широке застосування епоксидні смоли, поліефіри, «- фенол-формальдегідні смоли. З розширенням використання пластичних мас як конструкційних матеріалів до них пред'являються високі технічні вимоги. В даний час наука відкриває нові можливості задовольняти ці вимоги. вIn order to provide effective protection against radioactive radiation, composite materials have recently been created that combine the positive qualities of two or more materials or two phases of the same material. A filler in the form of a mixture containing metal is used in the radiation-protective composite material. In polymer composite materials, the matrix is a polymer formed on the basis of some cohesive material. Epoxy resins, polyesters, and phenol-formaldehyde resins are widely used as binders. With the expansion of the use of plastic masses as structural materials, high technical requirements are imposed on them. Currently, science is opening up new opportunities to meet these requirements. in
На підставі конструкційних матеріалів створюються радіаційнозахисні матеріали нового класу засновані на со дисперсних системах, що дозволяють зменшити товщину і вагу матеріалу одночасно, підвищити їхні захисні властивості в 2-3 рази за рахунок зниження вагової частки наповнювачів, що містять метал, шляхом ущільнення в матеріалу.On the basis of structural materials, radiation protection materials of a new class are created based on co-dispersed systems, which allow to reduce the thickness and weight of the material at the same time, to increase their protective properties by 2-3 times due to the reduction of the weight fraction of fillers containing metal, by compaction in the material.
Відомий композиційний радіаційно-захисний матеріал (заявка РФ Мо 2001119709, МПК" О21Е1/10, опубл. 20.02.02), що включає операцію по введенню в армовані матриці дрібнодисперсного залізовмісного порошку « дю поліметилсиліконат свинцю при наступному співвідношенні компонентів, мас.Уо: епоксидна смола - 20-22, з поліетиленполіамін - 4-5, двоокис свинцю - 7-10, фторид кальцію - 6-15, поліметилсиліконат свинцю - 53-58. с З усіх існуючих полімерних матриць відомих композиційних матеріалів, епоксидна смола володіє достатньою :з» механічною міцністю, хімічною і радіаційною стійкістю, що дозволяє використовувати її для створення захисних покрить і екранів, що протистоять дії радіоактивного випромінювання. Однак, епоксидна смола не забезпечує матеріалу необхідний показник по теплозахисним властивостях. -1 15 Уведення металевого дрібнодисперсного порошку поліметилсиліконата свинцю дозволяє зменшити товщину матеріалу за рахунок поліпшення показників по щільності упакування часток у наповненій композиції.A well-known composite radiation-shielding material (application RF Mo 2001119709, MPK" О21Е1/10, publ. 20.02.02), which includes the operation of introducing finely dispersed iron-containing powder "lead polymethylsiliconate" into reinforced matrices with the following ratio of components, wt.Uo: epoxy resin - 20-22, with polyethylene polyamine - 4-5, lead dioxide - 7-10, calcium fluoride - 6-15, lead polymethylsiliconate - 53-58. From all existing polymer matrices of known composite materials, epoxy resin has sufficient: » mechanical strength, chemical and radiation resistance, which allows it to be used to create protective coatings and screens that resist the effects of radioactive radiation. However, epoxy resin does not provide the material with the necessary heat-shielding properties. -1 15 The introduction of finely dispersed metal powder of lead polymethylsiliconate allows to reduce the thickness of the material due to the improvement of the indicators of the packing density of the particles in the filled comp opposition
Ге) Однак, у відомій композиції для забезпечення захисних властивостей міститься підвищений процентний зміст 1» з'єднань свинцю (53-5890) у загальному об'ємі матеріалу в цілому. А так, як свинець є токсичним матеріалом і вимагає при його використанні додаткових заходів, що локалізують чи усувають цей недолік, це приводить до - 70 підвищення вартості матеріалу. со У результаті основне протиріччя при створенні відомого матеріалу не вирішується.Ge) However, the known composition to ensure protective properties contains an increased percentage of 1" lead compounds (53-5890) in the total volume of the material as a whole. And since lead is a toxic material and when using it requires additional measures to localize or eliminate this deficiency, this leads to - 70% increase in the cost of the material. co. As a result, the main contradiction in the creation of known material is not resolved.
Зазначений недолік з однієї сторони веде до підвищеної витрати метало-властивого поглинаючого наповнювача і подорожчанню виробництва матеріалу, а з іншого боку, виробу з такого матеріалу виходять важкими, нееластичними і мають вузьку область застосування. 59 Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є матеріал для радіаційного захисту (Ф) (заявка РФ Мо 2000113024, МПК / О21ІЕ1/04, опубл. 27.11.00), що включає підготовку суміші зі зв'язного г матеріалу, армованої матриці і дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача, уведення розріджувача і перемішування суміші до однорідного стану. У якості зв'зяного використовують рідке скло 5-179о, а наповнювача во гематитовий концентрат 83-9590.The mentioned drawback, on the one hand, leads to an increased consumption of metal-specific absorbent filler and an increase in the price of material production, and on the other hand, products made of such material are heavy, inelastic and have a narrow field of application. 59 The closest in terms of technical essence and the result that is achieved is the material for radiation protection (F) (application of the Russian Federation Mo 2000113024, IPC / О21ИЕ1/04, publ. 27.11.00), which includes the preparation of a mixture of cohesive material, reinforced matrix and finely dispersed metallic filler, introduction of diluent and mixing of the mixture to a homogeneous state. Liquid glass 5-179о is used as a binder, and hematite concentrate 83-9590 is used as a filler.
Матеріал більш екологічний, технологічний і досягається зниження щільності за рахунок дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача.The material is more ecological, technological, and a decrease in density is achieved due to the finely dispersed metal-property filler.
Однак, відомий матеріал містить у складі великий відсоток метало-властивого наповнювача (83-9595). Тому зазначений недолік з однієї сторони веде до підвищеної витрати метало-властивого поглинаючого наповнювача і дб /Подорожчанню виробництва матеріалу, а з іншого боку вироби з такого матеріалу виходять важкими, нееластичними і мають вузьку область застосування.However, the known material contains a large percentage of metallic filler (83-9595). Therefore, the mentioned drawback, on the one hand, leads to an increased consumption of metal-specific absorbent filler and db / increase in the production cost of the material, and on the other hand, products made of such material are heavy, inelastic and have a narrow field of application.
Крім цього, рідке скло (5-1795) виконує роль зв'язки, що підвищує крихкість і знижує міцність матеріалу.In addition, liquid glass (5-1795) acts as a bond, which increases the fragility and reduces the strength of the material.
В результаті основне протиріччя при створенні відомого матеріалу не вирішується.As a result, the main contradiction in the creation of known material is not resolved.
Відомий спосіб виготовлення матеріалу для радіаційного захисту (А. С СРСР Мо 1492988, МПК 7021Е1/10, опубл. 30.04.88), що передбачає введення в епоксидну смолу з'єднання металевого дрібнодисперсного порошку, перемішування й отвердіння суміші. Епоксидну смолу нагрівають до 200-210 С, потім уводять, постійно перемішуючи, мурашино-кислий свинець у вигляді дрібнодисперсного порошку, витримують при тій же температурі протягом 10-15 хвилин, потім додають при постійному перемішуванні борний ангідрид у вигляді дрібнодисперсного порошку і витримують суміш при тій же температурі протягом 20-3Охв. 70 Недоліком відомого способу є те, що додають порошковий метал у смолу при розігріванні її до 200-2109С, а також поступове додавання одного порошку при постійному перемішуванні, а потім іншого при продовженні процесу перемішування, що не гарантує якісне його перемішування в гарячому стані. Ці умови ускладнюють процес збільшує час проведення його і не гарантують одержання матеріалу, необхідної якості.There is a known method of manufacturing material for radiation protection (AS USSR Mo 1492988, IPC 7021E1/10, publ. 04.30.88), which involves the introduction of a compound of finely dispersed metal powder into the epoxy resin, mixing and hardening of the mixture. The epoxy resin is heated to 200-210 C, then, with constant stirring, formic acid lead in the form of a fine powder is introduced, kept at the same temperature for 10-15 minutes, then boric anhydride in the form of a fine powder is added with constant stirring and the mixture is kept at the same temperature for 20-3Ochv. 70 The disadvantage of the known method is that powder metal is added to the resin when it is heated to 200-2109C, as well as the gradual addition of one powder during constant mixing, and then another while continuing the mixing process, which does not guarantee its high-quality mixing in a hot state. These conditions complicate the process, increase its time and do not guarantee obtaining material of the required quality.
Понижена якість матеріалу виявляється через низьку термостабільність компонентів. Це викликано тим, що 75 температура плавлення свинцевих солей жирних кислот складає 80-115 С, а температура плинності полістирольної матриці, утвореної епоксидною смолою, 200-21020. У результаті високого градієнта температур плавлення наповнювача і матриці у відомому матеріалі при його нагріванні його вище 809С в його структурі спостерігаються мікроліквиція і значні внутрішні напруження, що приводить до збільшення неоднорідності матеріалу, що негативно позначається на його якості і фізико-механічних властивостях.The reduced quality of the material is revealed due to the low thermal stability of the components. This is caused by the fact that the melting point of lead salts of fatty acids is 80-115 C, and the pour point of the polystyrene matrix formed by epoxy resin is 200-21020. As a result of the high gradient of the melting temperatures of the filler and the matrix in the known material, when it is heated above 809C, micro-liquefaction and significant internal stresses are observed in its structure, which leads to an increase in the heterogeneity of the material, which negatively affects its quality and physical and mechanical properties.
Застосування з'єднання свинцю також сприяє виділенню токсичних з'єднань у процесі виробництва та при експлуатації об'єктів захисту, отриманих з відомого матеріалу.The use of a lead compound also contributes to the release of toxic compounds during the production and operation of protective objects obtained from the known material.
Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є спосіб виготовлення матеріалу для радіаційного захисту (заявка РФ Мо 2000112692, МПК " О21Е1/04,опубп. 27.11.00), що включає підготовку вихідних компонентів шляхом перемішування їх у сухому вигляді з наступним розрідженням і укладання суміші у с форму з наступним напівсухим її пресуванням під питомим тиском 300-400кг/см2. Перед укладанням компоненти (3 перемішують механоактивуванням суміші, а після пресування матеріалу проводять його термообробку при температурі 800-850 на протязі 50-60 хвилин і отжиг протягом 7-8ч. У якості неорганічного зв'язуючого матеріалу використовують тонкомолоте скло, а наповнювача тонко-дисперсний залізовмісний гематитовий с 20 концентрат у кількості 69,5-76,4905.The closest in terms of technical essence and the result achieved is the method of manufacturing material for radiation protection (application RF Mo 2000112692, IPC " О21Е1/04, pubb. 27.11.00), which includes the preparation of the initial components by mixing them in a dry form with the following thinning and laying the mixture in a form with subsequent semi-dry pressing under a specific pressure of 300-400 kg/cm2. Before laying, the components (3) are mixed by mechanical activation of the mixture, and after pressing the material, it is heat-treated at a temperature of 800-850 for 50-60 minutes and annealed for 7-8 hours Finely ground glass is used as an inorganic binding material, and finely dispersed iron-containing hematite c 20 concentrate is used as a filler in the amount of 69.5-76.4905.
Відомий спосіб дозволяє поліпшити умови одержання матеріалу і його експлуатацію через відсутність - токсичних з'єднань. А також перемішування компонентів у сухому вигляді спрощує процес уведення « тонко-дисперсного гематитового концентрату.The known method makes it possible to improve the conditions of obtaining the material and its use due to the absence of toxic compounds. Also, mixing the components in a dry form simplifies the process of introducing "fine-dispersed hematite concentrate.
Однак спосіб одержання композита має наступні недоліки. со з Основний недолік відомого способу є те, що для пресування тонкомолотого скла з іншими матеріалами М необхідні спеціальні високотемпературні технології, що відрізняються складністю і підвищеною вартістю. Тому відомий спосіб, ускладнює і робить більш трудомісткої технологію виготовлення радіаційно-захисного матеріалу.However, the method of obtaining the composite has the following disadvantages. The main disadvantage of the known method is that for pressing finely ground glass with other M materials, special high-temperature technologies are required, which differ in complexity and increased cost. Therefore, the known method complicates and makes the technology of manufacturing radiation-protective material more time-consuming.
Крім цього, у відомому способі компонента перемішують до однорідного стану механоактивування суміші, для чого потрібно додатковий пристрій. « 20 До недоліків відноситься те, що стадію отвердіння і витримування такого матеріалу проводять при -в підвищених температурах. У результаті різних коефіцієнтів теплового розширення між двома видами матеріалів с підвищення температури до 800-8502С приводить до утворення тріщин і деформацій, у результаті погіршується :з» якість матеріалу і знижуються його фізико-механічні характеристики.In addition, in the known method, the component is mixed to a homogeneous state of mechanoactivation of the mixture, which requires an additional device. " 20 The disadvantages include the fact that the stage of hardening and aging of such material is carried out at elevated temperatures. As a result of different coefficients of thermal expansion between the two types of materials, an increase in temperature to 800-8502C leads to the formation of cracks and deformations, as a result, the quality of the material deteriorates and its physical and mechanical characteristics decrease.
Відомим способом не можливо одержати пресуванням відразу готовий матеріал, тому що після пресування необхідне проведення термообробки при температурі 800-8502С в плині 50-60 хвилин і отжиг протягом 7-8 -І год., на що потрібно багато часу і підвищені витрати.In a known way, it is not possible to immediately obtain a finished material by pressing, because after pressing it is necessary to carry out heat treatment at a temperature of 800-8502C for 50-60 minutes and annealing for 7-8 hours, which requires a lot of time and increased costs.
В основу першого з групи винаходу поставлена задача удосконалення матеріалу для радіаційного захисту за о рахунок кількісного і якісного співвідношення компонентів, що дозволяє досягти зниження товщини і маси ї5» матеріалу, що забезпечує ефективний захист від радіоактивного випромінювання при збереженні фізико-механічних характеристик. - В основу другого з групи винаходів поставлена задача удосконалення способу виготовлення матеріалу для сю радіаційного захисту за рахунок послідовного перемішування визначених компонентів до одержання однорідної суміші й укладання її у форму, що забезпечує одержання багатошарового матеріалу пресуванням у напівсухому вигляді. 5Б Перша поставлена задача вирішується тим, що матеріал для радіаційного захисту, що включає суміш у сухому вигляді зі зв'язного, армуючої матриці і дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача, уведення (Ф) розріджувача і перемішування суміші до однорідного стану, відповідно до винаходу, у якості армуючої матриці ка використовуються скляні нитки зі співвідношенням довжини до діаметра 8:11, при наступному співвідношенні компонентів, мас.9о: 60 й скляні нитки 48-50; дрібнодисперсний метало-властивий наповнювач 11,9-12; зв'язне 35-37; розріджувач решта. б5 : ' : й йThe basis of the first of the group of inventions is the task of improving the material for radiation protection due to the quantitative and qualitative ratio of components, which allows to achieve a reduction in the thickness and mass of the material, which provides effective protection against radioactive radiation while maintaining physical and mechanical characteristics. - The second of the group of inventions is based on the task of improving the method of manufacturing material for radiation protection due to sequential mixing of the specified components to obtain a homogeneous mixture and placing it in a mold that ensures the production of multilayer material by semi-dry pressing. 5B The first task is solved by the fact that the material for radiation protection, which includes a mixture in dry form of a cohesive, reinforcing matrix and a finely dispersed metal-property filler, introducing (Ф) a diluent and mixing the mixture to a homogeneous state, according to the invention, in the quality of the reinforcing matrix uses glass threads with a length-to-diameter ratio of 8:11, with the following ratio of components, mass 9o: 60 and glass threads 48-50; finely dispersed metal-property filler 11.9-12; connected 35-37; thinner the rest. b5 : ' : y y
В якості зв'язного використовується фенол-формальдегідна смола, а в якості розріджувача -Phenol-formaldehyde resin is used as a binder, and as a diluent -
спирто-ацетонова суміш.alcohol-acetone mixture.
Виконання матеріалу із суміші компонентів на основі армуючої матриці у вигляді скляних ниток із співвідношенням довжини до діаметра 8 : 11, із сухим дрібнодисперсним метало-властивим наповнювачем, при наступному співвідношенні компонентів (мас.9б): 48-50 - скляних ниток, 11,9-12 - дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача дозволить значно зменшити товщину матеріалу за рахунок рівномірного укладання дрібнодисперсного наповнювача між скляними нитками. Розподіляючись по всьому обсязі скляних ниток, частки наповнювача з розмірами від десятків до сотень мікрометрів додають матеріалу властивість значно послабляти радіаційне випромінювання. 70 Ефект відбувається відповідно до відкриття "Явище аномальної зміни інтенсивності потоку квантів проникаючого випромінювання через моно- і багатоелементні середовища" (Диплом Мо 57 Російської академії наук на відкриття від 19.09.96) Відкриття відноситься до фізики полідисперсних середовищ, зокрема, до взаємодії з ними радіаційного випромінювання. Автори відкриття, досліджували діапазон полідисперсних часток розміром від 10 до 100О0мкм, що широко використовується в сучасній технології. Експериментально доведено, /5 що при взаємодії радіоактивного випромінювання з полідисперсними середовищами спостерігаються істотні відхилення від відомої залежності Бугера, тобто має місце ослаблення рентгенівського випромінювання.Making the material from a mixture of components based on a reinforcing matrix in the form of glass threads with a ratio of length to diameter of 8: 11, with a dry finely dispersed metal-property filler, with the following ratio of components (wt. 9b): 48-50 - glass threads, 11.9 -12 - fine-dispersed metal-property filler will allow to significantly reduce the thickness of the material due to the uniform laying of fine-dispersed filler between the glass threads. Distributed over the entire volume of glass threads, filler particles with sizes from tens to hundreds of micrometers give the material the ability to significantly weaken radiation. 70 The effect occurs in accordance with the discovery "The phenomenon of anomalous change in the intensity of the flow of quanta of penetrating radiation through mono- and multi-element media" (Diploma Mo 57 of the Russian Academy of Sciences for the discovery of 19.09.96) The discovery refers to the physics of polydisperse media, in particular, to the interaction with them of radiation radiation. The authors of the discovery investigated the range of polydisperse particles with a size from 10 to 10000μm, which is widely used in modern technology. It has been experimentally proven /5 that during the interaction of radioactive radiation with polydisperse media, significant deviations from the known Bouguer dependence are observed, that is, there is a weakening of X-ray radiation.
Причиною цього є самоорганізація моно- і полідисперсних часток у систему енергетично взаємозалежних ансамблів завдяки сегрегації шляхом перемішування сухої багатоелементної полідисперсної суміші.The reason for this is the self-organization of mono- and polydisperse particles into a system of energetically interdependent ensembles due to segregation by mixing a dry multi-element polydisperse mixture.
Зв'язний матеріал у вигляді фенол-формальдегідної смоли забезпечує теплозахисні властивості матеріалу іThe binding material in the form of phenol-formaldehyde resin provides heat-protective properties of the material and
Використовується при дії високих температур. Така смола вигідно відрізняється від інших смол низькою вартістю і порівняно високими міцносними властивостями.It is used at high temperatures. This resin favorably differs from other resins in its low cost and relatively high strength properties.
За рахунок використання сухого порошку фенол-формальдегідної смоли в кількості 35-3796 забезпечується міцне зчеплення її з іншими компонентами в композицію на розділі зв'язний матеріал-наповнювач, що досягається за рахунок адсорбції і хімічної взаємодії фенол-формальдегідної смоли зі скляними нитками, сч г армованими сухим дисперсним метало-властивим наповнювачем.Due to the use of dry powder of phenol-formaldehyde resin in the amount of 35-3796, its strong adhesion with other components in the composition on the binder material-filler section is ensured, which is achieved due to the adsorption and chemical interaction of phenol-formaldehyde resin with glass threads. reinforced with a dry dispersed metal-property filler.
За рахунок використання скляних ниток зі співвідношенням довжини до діаметра рівним 8 : 11 у якості і) армуючої матриці забезпечується монолітність матеріалу і підвищення його фізико-механічних властивостей у порівнянні з відомим. Скляні нитки будучи волокнистим сорбентом, за рахунок своєї розвитий пористості мають велику корисну поверхню, низьку поверхневу енергію, що дозволяє рівномірно розподілитися со зо фенол-формальдегідної смолі, що забезпечує монолітність отриманому матеріалу. За рахунок уведення до складу процентного змісту зв'язного матеріалу в кількості 35-3795, забезпечується механічне з'єднання - заявлених компонентів і можливість зменшити витрату металевого матеріалу. У результаті отриманий матеріал «г забезпечує високу міцність, рівну міцності волоконного композита й аномально високі радіаційно-захисні властивості при низькій щільності. ме)Due to the use of glass threads with a ratio of length to diameter equal to 8: 11 as a) reinforcing matrix, monolithicity of the material is ensured and its physical and mechanical properties are improved compared to the known ones. Being a fibrous sorbent, glass threads, due to their developed porosity, have a large useful surface, low surface energy, which allows for uniform distribution of phenol-formaldehyde resin, which ensures monolithicity of the obtained material. Due to the introduction into the composition of the percentage content of the binding material in the amount of 35-3795, the mechanical connection of the declared components and the possibility of reducing the consumption of metal material is ensured. As a result, the obtained material provides high strength, equal to the strength of fiber composite, and abnormally high radiation-shielding properties at low density. me)
При зменшенні процентного складу зв'язного матеріалу менш 3595 різко знижується міцність композиційного М матеріалу, при збільшенні його понад 3790 матеріал втрачає еластичні властивості.When the percentage composition of the binder material is reduced to less than 3595, the strength of the composite M material sharply decreases, when it is increased to more than 3790, the material loses its elastic properties.
Сполучення заявлених компонентів і їхньому процентному співвідношенні забезпечує механічний зв'язок, за рахунок підвищується термостійкість і фізико-механічні показники. За рахунок використання скляних ниток зі співвідношенням довжини до діаметра менше 8 зменшується міцність матеріалу, а при збільшенні цього « співвідношення вище 11 порушується його монолітність. з с У порівнянні з відомим, склад компонентів, що заявляється, і їхнє процентне співвідношення дозволяєThe combination of the declared components and their percentage ratio provides a mechanical connection, due to which heat resistance and physical and mechanical indicators are increased. Due to the use of glass threads with a ratio of length to diameter less than 8, the strength of the material decreases, and when this ratio is increased above 11, its monolithicity is violated. with c In comparison with the known, the composition of the claimed components and their percentage ratio allows
Й одержати матеріал і об'єкти захисту з товщиною, що забезпечує зниження ваги виробів з цього матеріалу. и?» Вибір оптимального складу захисного матеріалу обумовлено рівнем радіоактивного випромінювання |і міцністю матеріалу при розтяганні. Підбор процентного співвідношення компонентів здійснюється в заявленихAnd to obtain material and objects of protection with a thickness that ensures a reduction in the weight of products made of this material. and?" The choice of the optimal composition of the protective material depends on the level of radioactive radiation and the tensile strength of the material. Selection of the percentage ratio of components is carried out in the declared
Межах і визначається для кожного дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача по виявленому -І аномальному ефекту, отриманому для метало-властивого наповнювача.Limits and are determined for each fine-dispersed metal-property filler based on the detected -I anomalous effect obtained for the metal-property filler.
Заявлене співвідношення компонентів у композиції дозволяє підвищити захисні властивості матеріалу, при о цьому одержують матеріал, щільність якого менше щільності кожного з вхідного до складу компонентів. їх Відповідно, захисні властивості такого матеріалу досягаються з меншим змістом металевого матеріалу. Тому малий зміст практично не змінює фізико-механічні властивості матеріалу (тобто не знижує міцність матеріалу). - Отриманий матеріал і об'єкти захисту з цього матеріалу виготовляються одночасно в рамках одного сю технологічного процесу.The declared ratio of components in the composition allows to increase the protective properties of the material, while obtaining a material whose density is less than the density of each of the components included in the composition. Accordingly, the protective properties of such material are achieved with a lower content of metallic material. Therefore, a small content practically does not change the physical and mechanical properties of the material (that is, it does not reduce the strength of the material). - The obtained material and objects of protection from this material are produced simultaneously within the framework of the same technological process.
Друга поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення матеріалу для радіаційного захисту, що включає підготовку сухої суміші шляхом перемішування армуючої основи, зв'язного, наповнювача, уведення ов розріджувача, перемішування отриманої суміші до однорідного стану й укладання її у форму з наступним напівсухим пресуванням, відповідно до винаходу, у якості армуючої основи вводять скляні нитки зі (Ф) співвідношенням довжини до діаметра 8:11, а кількість дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача і ка кількість зв'язного беруть у масовому співвідношенні 1 : (3,02-3,08), при цьому пресування проводять при температурі 16020-18026. во В якості зв'язного застосовують фенол-формальдегідну смолу, а в якості розріджувача - спирто-ацетонову суміш.The second task is solved by the fact that the method of manufacturing material for radiation protection, which includes the preparation of a dry mixture by mixing the reinforcing base, binder, filler, introducing a thinner, mixing the resulting mixture to a homogeneous state and placing it in a mold with subsequent semi-dry pressing, according to the invention, as a reinforcing base, glass threads are introduced with (Ф) a length-to-diameter ratio of 8:11, and the amount of finely dispersed metallic filler and the amount of binder are taken in a mass ratio of 1: (3.02-3.08 ), while pressing is carried out at a temperature of 16020-18026. phenol-formaldehyde resin is used as a binder, and an alcohol-acetone mixture is used as a diluent.
Одержання матеріалу за рахунок перемішування заявлених компонентів та їхнє співвідношення в композиції дозволяє зменшити кількість метало-властивого наповнювача (11,9-1295). При цьому частки наповнювача у своєму невеликому об'ємі сприяють одержанню поліпшеної структури при взаємодії всіх компонентів, за рахунок б5 чого відбувається зменшення приведеної щільності матеріалу при заданих технічних умовах.Obtaining the material by mixing the declared components and their ratio in the composition allows to reduce the amount of metal-specific filler (11.9-1295). At the same time, the filler particles in their small volume contribute to obtaining an improved structure during the interaction of all components, due to which there is a decrease in the reduced density of the material under the specified technical conditions.
В результаті перемішування сумарного об'єму, отриманого змішуванням зв'язного, скляних ниток, з попередньо сегрегованими часточками дрібнодисперсного порошку в його складі і дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача, частки якого утворюють енергетичні ансамблі, які рівномірно розподіляються по об'єму кожного компонента матеріалу, надають останньому подвійний ефект поглинання радіаційного випромінювання. Використання цього ефекту дозволяє зменшити товщину матеріалу і підвищити його радіаційно-захисні властивості.As a result of the mixing of the total volume obtained by mixing the cohesive glass threads with pre-segregated particles of finely dispersed powder in its composition and finely dispersed metallic filler, the particles of which form energy ensembles that are evenly distributed over the volume of each component of the material, give the latter a double effect of absorbing radiation. Using this effect allows you to reduce the thickness of the material and increase its radiation-protective properties.
Крім того, у результаті того, що метало-властивий наповнювач беруть у масовому співвідношенні 1: (3,02-3.08) забезпечується монолітність структури матеріалу. А також забезпечується поліпшення умови пресування за рахунок зменшення температури пресування до 180 2 С, що у свою чергу, дозволяє одержати 70 якісний матеріал і зменшити витрати на його виготовлення. Крім того, спосіб дозволяє відразу одержувати після пресування готовий матеріал, який не потребує додаткової обробки. У результаті поліпшується якість одержуваного матеріалу.In addition, as a result of the fact that the metallic filler is taken in a mass ratio of 1: (3.02-3.08), the monolithic structure of the material is ensured. And also the improvement of pressing conditions is ensured by reducing the pressing temperature to 180 2 C, which, in turn, makes it possible to obtain 70% high-quality material and reduce the costs of its production. In addition, the method allows you to immediately receive a finished material after pressing, which does not require additional processing. As a result, the quality of the obtained material improves.
У відомому способі для перемішування компонентів не потребуються пристрої, що перемішують.In the known method, no stirring devices are required for mixing the components.
Авторами експериментальним шляхом отримані фізико-механічні показники при зміні процентного 7/5 співвідношення компонентів у суміші. Результати приведені в таблиці 1. нини лм (тд ення ПОСТ ПЕН НЕЗН НЕЧН НС спиртова сумш 111111111111111111111111111000195 вл зов то12, сч ? 10-3 | 410-3 |10-3 |10-3 ) 10-3 не » наповнювача ьоThe authors experimentally obtained physical and mechanical indicators when changing the 7/5 percentage ratio of the components in the mixture. The results are given in table 1. present lm (weekly POST PEN NEZN NECHN NS alcohol mixture 11111111111111111111111111000195 vl zov to12, sch? 10-3 | 410-3 |10-3 |10-3 ) 10-3 no » filler
На підставі даних таблиці 1 можна зробити висновок, що найбільш оптимальний зміст зв'язного досягається в т заявлених межах співвідношень компонентів. соBased on the data in Table 1, it can be concluded that the most optimal content of the binder is achieved within the stated limits of the ratios of the components. co
Матеріал виготовляють наступним шляхом.The material is made in the following way.
Попередньо готують вихідні компоненти в сухому вигляді. В якості основи композиції використовується - зв'язне, наприклад, фенол-формальдегідна смола, яку перемішують з дрібнодисперсним метало-властивим наповнювачем. Потім додають скляні нитки зі співвідношенням довжини до діаметра 8:11, перемішаної з частиною дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача. Перемішують до однорідного стану. Потім « дю додають спирто-ацетонову суміш, після перемішування, отриману напівсуху суміш укладають у форму і з с пресують у напівсухому вигляді під питомим тиском 300-400 кг/см2, при температурі до 1802 С протягом 10-15 хв. Процентний склад метало-властивого наповнювача одержують експериментальним шляхом з урахуванням з необхідного мінімуму проходження випромінювання через його склад в еталонному зразку і по відповідній щільності металу.Pre-prepare the initial components in dry form. As the basis of the composition, a binder is used, for example, phenol-formaldehyde resin, which is mixed with a finely dispersed metal-specific filler. Then add glass threads with a length-to-diameter ratio of 8:11, mixed with a portion of finely dispersed metal-property filler. Stir to a homogeneous state. Then an alcohol-acetone mixture is added, after mixing, the resulting semi-dry mixture is placed in a mold and pressed with a semi-dry form under a specific pressure of 300-400 kg/cm2, at a temperature of up to 1802 C for 10-15 minutes. The percentage composition of the metal-inherent filler is obtained experimentally, taking into account the minimum required radiation passage through its composition in the reference sample and the corresponding density of the metal.
Отвердіння відбувається при температурі (1802С з 5) у розрахунку одна година на 10мм товщини матеріалу. -і При цьому підтримується необхідний тиск. Після затвердіння проводиться плавне охолодження прес-форми.Hardening takes place at a temperature (1802C from 5) at the rate of one hour per 10mm of material thickness. - and At the same time, the necessary pressure is maintained. After solidification, the mold is gradually cooled.
Потім прес-форма розбирається і виймається готовий матеріал. о Спосіб виготовлення заявленого матеріалу дозволяє одержати матеріал заданої товщини з визначеними їх фізико-механічними характеристиками, не потребуючої доробки, який може експлуатуватися в різних умовах и дО рівня радіоактивного випромінювання у вигляді різних виробів. - Маса метало-властивого наповнювача в матриці визначається експериментальним шляхом за відомоюThen the mold is disassembled and the finished material is taken out. o The method of production of the claimed material allows to obtain a material of a given thickness with defined physical and mechanical characteristics, which does not require finishing, which can be used in different conditions and up to the level of radioactive radiation in the form of different products. - The mass of the metal-specific filler in the matrix is determined experimentally according to known methods
ГК) методикою за заданим значенням товщини і ваги матеріалу (Проходження рентгенівського випромінювання крізь ультра-дисперсні системи". Артем'єв В. А. та ін. Атомна енергія. Т. 7/8, вип. Мо З; 1995 р., стор. 186-187). Потім додається металевий порошок по масі з приблизно заданим значенням поглинання. Після цього в порціями добавляється матриця шляхом перемішування виходить суміш еталонного матеріалу зі зростанням висоти шаруючи суміші по мірі додавання матриці. Потім шляхом просвічування еталонного матеріалуGK) by the method according to the specified value of the thickness and weight of the material (Passage of X-ray radiation through ultra-disperse systems". Artemiev V. A. et al. Atomic energy. Vol. 7/8, issue Mo Z; 1995, p. . 186-187). Then a metal powder is added by mass with an approximately specified absorption value. After that, the matrix is added in portions by mixing, a mixture of the reference material is obtained with an increase in height, layering the mixture as the matrix is added. Then, by illuminating the reference material
Ф) визначається значення дифракційного максимуму проходження випромінювання через його склад. ка Визначається коефіцієнт співвідношення маси наповнювача матеріалу до маси наповнювача еталонного матеріалу по формулі: во К т п (Тррох / Тпогл) 7 1F) the value of the diffraction maximum of the passage of radiation through its composition is determined. ka The coefficient of the ratio of the mass of the filler material to the mass of the filler of the reference material is determined by the formula: vo K t p (Trroh / Tpogl) 7 1
За отриманим значенням (К) визначається дійсне значення маси (М) по заданій масі наповнювача при коефіцієнті максимального поглинання випромінювання (Трот) М - К т;Based on the obtained value (K), the actual value of the mass (M) is determined based on the given mass of the filler at the coefficient of maximum radiation absorption (Trot) M - K t;
Ї потім визначаємо висоту шару (фантома) суміші при максимальному поглинанні випромінювання (аномальному поглинанні) Нлогл-: К " Нарох 65 За значенням маси метало-властивого наповнювача, визначеної для товщини шару беруть відповідне значення заявленого співвідношення фенол-формальдегідної смоли. Потім компоненти перемішують у сухому вигляді.Then we determine the height of the layer (phantom) of the mixture at the maximum absorption of radiation (abnormal absorption) Hlogl-: K " Naroh 65 According to the value of the mass of the metal-specific filler determined for the thickness of the layer, the corresponding value of the stated ratio of phenol-formaldehyde resin is taken. Then the components are mixed in dry form
Змішування можливо робити на місці виготовлення матеріалу.Mixing can be done at the place of production of the material.
Приклад.Example.
Для порівняльних іспитів було виготовлено два циліндричних зразки діаметром 5 см і висотою 0,5см.For comparative tests, two cylindrical samples with a diameter of 5 cm and a height of 0.5 cm were made.
Зразок Мо 1 був виготовлений з фенол-формальдегідної смоли УП-С1 (УП-4-282/ГУ-6-10-56-92) з отверджувачем по ТУ 6-10-1263-77. При цьому маса зразка склала 17,6 г.Sample Mo 1 was made from phenol-formaldehyde resin UP-S1 (UP-4-282/GU-6-10-56-92) with a hardener according to TU 6-10-1263-77. At the same time, the mass of the sample was 17.6 g.
Зразок Мо 2 був виготовлений із суміші заявлених компонентів і в їхньому кількісному співвідношенні з тієї ж смоли з додаванням сухого дрібнодисперсного метало-властивого наповнювача зі скляними нитками зі 70 співвідношенням довжини до діаметра рівним 8:11. (Склад і співвідношення компонентів суміші приведені в табл.2) : зразка (г) 24.6-20255452-009-2002)Sample Mo 2 was made from a mixture of the claimed components and in their quantitative ratio from the same resin with the addition of dry finely dispersed metal-property filler with glass threads with a length to diameter ratio of 70 equal to 8:11. (The composition and ratio of the components of the mixture are given in Table 2) : sample (g) 24.6-20255452-009-2002)
ТК-1(РСТУкр1951-84)TC-1 (RSTUUkr1951-84)
Маса другого зразка була витримана рівної 17,6г.The weight of the second sample was equal to 17.6 g.
Порівняльні іспити проводилися при енергії 100 КеВ за схемою прямого опромінення широким пучком Га гама-випромінювання з реєстрацією проходячих через зразок фотонів на сцинтиляційному детекторі Ма.).Comparative tests were carried out at an energy of 100 KeV according to the scheme of direct irradiation with a wide beam of Ga gamma radiation with registration of photons passing through the sample on a scintillation detector Ma.).
У процесі досліджень проводилися порівняння даних, отриманих у результаті іспитів, з даними, отриманими і) на основі загальноприйнятих теоретичних залежностей.In the process of research, data obtained as a result of exams were compared with data obtained i) on the basis of generally accepted theoretical dependencies.
Як відомо, ослаблення пучка квантів шаром матеріалу товщиною х відповідно до загальновідомої залежностіAs is known, the attenuation of a beam of quanta by a layer of material of thickness x follows a well-known dependence
Бугера відбувається по експонентному законі: соBouguer's takes place according to the exponential law: so
Ітір'е7Мх де: І - інтенсивність випромінювання, що пройшло шар матеріалу товщиною х; --Itir'e7Mx where: I - the intensity of radiation that passed through a layer of material with a thickness of x; --
Іо- інтенсивність падаючого випромінювання; «І е - основа натурального логарифма, яка рівна 2,718; сIo is the intensity of incident radiation; "I e - the base of the natural logarithm, which is equal to 2.718; with
М - лінійний коефіцієнт ослаблення.M is the linear attenuation coefficient.
Звідси величина коефіцієнта ослаблення інтенсивності рентгенівського випромінювання: -Hence the value of the X-ray intensity attenuation coefficient: -
Кол - емхCol - emh
Для більшості відомих радіаційно-захисних матеріалів у довідниках приводиться розрахункове значення цієї величини в залежності від товщини просвічуваного шару. «For most of the known radiation-shielding materials, the reference books give the calculated value of this value depending on the thickness of the transparent layer. "
В результаті просвічування зразка Мо 1 значення коефіцієнта ослаблення інтенсивності випромінювання, визначеного за результатами іспитів, склало К - 1,14. - с В результаті просвічування зразка Мо 2 значення коефіцієнта ослаблення інтенсивності випромінювання, "» визначеного за результатами іспитів, склало К - 5,79 (в залежності від енергії випромінювання). " Іспит отриманих зразків із заявленого матеріалу мають: - руйнівне напруження при статичному вигині - не менш 275Мпа; - руйнівне напруження при стиску - 127МПа; і - ударна в'язкість - 79КДж/м;As a result of the illumination of the Mo 1 sample, the value of the radiation intensity attenuation coefficient, determined by the results of the tests, was K - 1.14. - с As a result of the illumination of the Mo 2 sample, the value of the attenuation coefficient of the radiation intensity, "" determined according to the results of the tests, was K - 5.79 (depending on the radiation energy). - not less than 275Mpa; - destructive stress during compression - 127 MPa; and - impact viscosity - 79KJ/m;
Га Зміна механічних властивостей після впливу гамма-випромінювань не спостерігається нижче дози 1,5 х 108 разів. ї- Пропонований винахід дозволить одержати матеріал, що володіє ефективним захистом. Можливість -щ 20 одержання міцної полотнини заданої товщини (5-1О0мм) і будь-яких профілів дозволять знайти широке застосування для пропонованого матеріалу. с» До достоїнств пропонованого винаходу відноситься приступність вітчизняної сировинної бази, відсутність токсичних виділень при експлуатації, простота виробництва, температурний інтервал експлуатації виробів від-1962С дон2002С 59 Застосування доступних компонентів і простота технологічного процесу забезпечує зниження вартостіHa Change in mechanical properties after exposure to gamma radiation is not observed below a dose of 1.5 x 108 times. - The proposed invention will make it possible to obtain a material with effective protection. The possibility of -sh 20 obtaining a strong canvas of a given thickness (5-1О0mm) and any profiles will allow to find a wide application for the proposed material. c" The advantages of the proposed invention include the accessibility of the domestic raw material base, the absence of toxic emissions during operation, ease of production, the temperature range of the products' operation from -1962C to 2002C 59 The use of available components and the simplicity of the technological process ensures a reduction in cost
ГФ! виготовлення захисного матеріалу.GF! production of protective material.
Високі експлуатаційні характеристики досягаються шляхом підбора оптимальної кількості й одержання о однорідної суміші методом простого перемішування, що забезпечує використання аномального ефекту, що виникає в результаті одержання композиції, армованої дрібнодисперсним наповнювачем, що містить малий 60 процент металу.High operational characteristics are achieved by selecting the optimal amount and obtaining a homogeneous mixture by the method of simple mixing, which ensures the use of the anomalous effect that occurs as a result of obtaining a composition reinforced with a finely dispersed filler containing a small 60 percent metal.
Крім того, спосіб виготовлення радіаційно-захисного композиційного матеріалу відрізняється простотою і низькою вартістю, не вимагає значних витрат часу й енергії, екологічно чистий, характеризується високою продуктивністю.In addition, the method of manufacturing radiation-protective composite material is simple and low-cost, does not require significant time and energy expenditure, is environmentally friendly, and is characterized by high productivity.
Новий матеріал дозволяє розширити номенклатуру радіаційнозахисних композиційних матеріалів і може бо ефективно використовуватися в різних областях енергетики й екології для виготовлення об'єктів захисту.The new material makes it possible to expand the range of radiation-protective composite materials and can be effectively used in various fields of energy and ecology for the production of protection objects.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/UA2002/000042 WO2004023491A1 (en) | 2002-09-05 | 2002-09-05 | Radiation protection material and method for producing said material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA73413C2 true UA73413C2 (en) | 2005-07-15 |
Family
ID=31975544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003098379A UA73413C2 (en) | 2002-09-05 | 2002-05-09 | Material for protection against radiation and a method for producing the material ?? ?? ?? ?? |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA73413C2 (en) |
| WO (1) | WO2004023491A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108276646B (en) * | 2018-02-06 | 2021-04-06 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | Proportioning type composite shielding material with neutron and gamma comprehensive shielding effect and preparation method thereof |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3609372A (en) * | 1963-06-04 | 1971-09-28 | Marxen Friedrich | Shaped polymeric shield against neutron and gamma radiation |
| GB1260342A (en) * | 1966-08-10 | 1972-01-12 | Marxen Friedrich | Improvements relating to radiation shields |
| JPS6173759A (en) * | 1984-09-20 | 1986-04-15 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Electromagnetic wave shielding, flame-retardant abs resin composition |
| RU94005540A (en) * | 1994-02-16 | 1996-04-27 | Е.А. Точилин | Roentgen-protective mixture |
| RU2121177C1 (en) * | 1997-09-30 | 1998-10-27 | Поттер Текнолэджис Корп. (Potter Technologies Corp.) | X-ray absorbing material (options) |
-
2002
- 2002-05-09 UA UA2003098379A patent/UA73413C2/en unknown
- 2002-09-05 WO PCT/UA2002/000042 patent/WO2004023491A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2004023491A1 (en) | 2004-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zeyad et al. | Effect of aggregate and fibre types on ultra-high-performance concrete designed for radiation shielding | |
| US4123392A (en) | Non-combustible nuclear radiation shields with high hydrogen content | |
| Sakr | Effects of silica fume and rice husk ash on the properties of heavy weight concrete | |
| Gencel | Effect of elevated temperatures on mechanical properties of high‐strength concrete containing varying proportions of hematite | |
| DE2842858C3 (en) | Composite panel with two cover sheets and a core | |
| Ochbelagh et al. | Effect of gamma and lead as an additive material on the resistance and strength of concrete | |
| CN111170683A (en) | Radiation-proof concrete and production process thereof | |
| CN110415851B (en) | Cement-based neutron shielding material and preparation method thereof | |
| CN103183928A (en) | High-temperature resisting shielding material with neutron shielding effect | |
| Mansoori et al. | Elaboration of X-ray shielding of highly barite-loaded polyester concrete: structure, mechanical properties, and MCNP simulation | |
| Mohammed et al. | Investigating the influence of gamma ray energies and steel fiber on attenuation properties of reactive powder concrete | |
| Ramadan et al. | Investigation of acrylic/boric acid composite gel for neutron attenuation | |
| Dong et al. | Thermally insulating GdBO3 ceramics with neutron shielding performance | |
| UA73413C2 (en) | Material for protection against radiation and a method for producing the material ?? ?? ?? ?? | |
| Alcan et al. | A comprehensive characterization on geopolymer concretes with low content slag and quartz aggregates: the shielding features | |
| CN103198871A (en) | Composite shielding material with neutron shielding effect | |
| Abdel‐Rahman et al. | Physico‐mechanical properties of gamma‐irradiated clay/polyester nanocomposites | |
| Faiz et al. | Improvement of conditions for the radioactive ion exchange resin immobilization in the cement Portland | |
| Bayrak et al. | Metakaolin‐based geopolymer concretes for nuclear protection: On the perspective of physicochemical, durability, and microstructure | |
| Ouda | Estimation of radiation properties of high-performance concrete for use in nuclear installations | |
| Ghattas et al. | Cement-polymer composite containers for radioactive wastes disposal | |
| JP2520978B2 (en) | Radiation shield | |
| GündÜZ et al. | Development of new nuclear shielding materials containing vitrified colemanite and impregnated polymer | |
| Najib et al. | Irradiation duration effect of Gamma ray on the compressive strength of reactive powder concrete | |
| CN114436619B (en) | Magnesium phosphate-based neutron shielding cementing material with high boron carbide content |