玻璃基中子及γ射线屏蔽材料研究进展

玻璃材料具备高化学稳定性和高辐照稳定性,同时还具备高折射率以及高透光性的光学特性,这使玻璃基中子及γ射线屏蔽材料有望成为同时实现辐射屏蔽以及视觉监控的独特材料。本文从中子辐射及γ射线辐射屏蔽机理入手,结合蒙特卡罗法介绍了屏蔽材料设计思路及手段,以及多种玻璃基屏蔽材料研究现状。铅玻璃由于高毒性正逐步被淘汰,而硅酸盐、硼酸盐、硼硅酸盐等无铅玻璃已成为工业市场的主流。通过向玻璃中掺入重金属化合物(如Bi_(2)O_(3)、BaO)和稀土元素(如La、Gd),可以有效增加质量衰减系数并降低半值层,从而显著提升其屏蔽效果,但是这种掺杂方式可能会对材料的机械性能产生不利影响。此外,本文还比较了玻璃基屏蔽材料与其他类型屏蔽材料的优劣。进一步提升玻璃基屏蔽材料的综合性能,以及开发既环保又智能的新型屏蔽材料,对于推动屏蔽技术的进步与应用具有重大意义。