新型中子/γ射线屏蔽材料的设计和制备

屏蔽材料设计主要考虑中子和γ射线的防护需求,兼具中子和γ射线协同防护作用的材料,可广泛应用于诸多辐射场景。介绍了屏蔽材料的种类、优势和不足,并基于蒙特卡罗粒子输运软件(MCNP)程序开展了针对中子和γ射线屏蔽材料的设计和优化研究工作,提出了一种具有较好屏蔽效果的新型中子和γ射线屏蔽材料设计方案。模拟结果表明在石蜡中添加一定量的B_(4)C可显著提高材料对中子的屏蔽率,其中,B_(4)C添加质量为10%~20%的含硼石蜡具有较优异的中子屏蔽效果,75mm含硼(10%B_(4)C)石蜡/1mm Pb等多层屏蔽材料设计对Pu自发裂变中子的总能量屏蔽率为96.8%,对Pu衰变γ射线总能量屏蔽率为93.5%,通过增加Pb层厚度至2mm,可使γ射线总能量屏蔽率达到96.5%。开展了可实现快中子慢化、吸收双功能的含硼石蜡屏蔽材料的制备技术研究,通过冷压制备技术制备了组织致密、加工性能优异的含硼石蜡屏蔽材料,可解决屏蔽材料尺寸受限制以及加工成形困难等难题,可广泛应用于工业辐射防护领域。