医用X射线防护材料的研究进展

介绍了医用X射线与生物系统的相互作用机理及物理防护原理,分析了具有医用X射线屏蔽能力的柔性复合材料的研究进展。探讨了铅、铋、钨等防X射线功能颗粒及聚合物基材的性能特征,总结了涂层法、溶胶-凝胶法、纺丝法等成型方法的优缺点。研究表明,现有X射线防护材料在提升防护效果和使用便捷性方面具有重要意义,但面临性能优化和成本控制方面的挑战。未来研究应聚焦新型功能颗粒的开发、复合材料结构设计的优化及环保高效屏蔽材料的探索等方面,以进一步提升医用X射线防护材料的性能,拓宽其应用前景。

钆-钡/天然皮革复合可穿戴X射线屏蔽材料的制备及性能

为了不明显增加材料厚度的同时提升屏蔽性能,通过等体积浸渍法将钡(Ba^(2+))负载到天然皮革(NL)的多层级结构中得到钡/天然皮革(Ba/NL),并将分散有纳米氧化钆(Gd_(2)O_(3))的水性聚氨酯涂饰剂均匀涂覆于Ba/NL的粒面,得到钆-钡/天然皮革复合X射线屏蔽材料(Gd-Ba/NL)。X射线屏蔽性能研究表明,施加含钆涂层后,1.5 mm厚的Gd_(1.80)-Ba_(2.32)/NL具有与2.6 mm的Ba_(2.32)/NL相近的屏蔽效率;得益于Gd和Ba的协同作用,Gd_(1.80)-Ba_(2.32)/NL对能量为16~48 keV的X射线的屏蔽效率达到70%以上,对能量为65和83 keV的X射线的质量衰减系数与0.25 mm铅板的作用相当。此外,Gd_(1.80)-Ba_(2.32)/NL具有穿戴舒适度高、力学性能佳的优势,其密度仅为铅衣的1/3,透水汽性是铅衣的12倍,抗张强度和撕裂强度分别是国家标准要求的2倍和3倍,是一种可用于替代铅衣的有潜力的可穿戴X射线屏蔽材料。

柔性氧化铋X射线防护材料研究

传统含铅X射线防护材料寿命短、耐用性差、透气性差,且铅材料毒性大,会污染环境,难以满足人们需要。与铅材料相比,使用氧化铋材料制备的柔性X射线防护材料具有舒适、轻薄、无毒、环保、X射线衰减效率高等优点,可作为铅的良好替代物。文章综述柔性氧化铋X射线防护材料的国内外最新研究现状,并展望柔性氧化铋X射线防护材料的发展方向。

一种屏蔽X射线的新型纳米复材性能测试及应用效果研究

针对传统铅基个体X射线防护材料存在质量重、柔度差和透气性差的问题,提出一种新型X射线屏蔽材料复合纳米纤维膜的制备。试验对复合纳米纤维膜的配比进行优化并进行性能进行研究。试验结果表明,聚丙烯腈(PAN)质量百分比为12%,分散剂为聚乙二醇(PEG),分散剂质量百分比为30%,氧化铋(Bi2O3)质量百分比为40%制备的复合纳米纤维膜性能最佳。该复合纳米纤维膜在管电压为120 kV的条件下,X射线衰减效率高于50%,半值层为0.09 cm,体积密度仅为0.22 g/cm^(3),拉伸断裂应力和杨氏模量分别为1.97 MPa和33 MPa,透气率约为29.37 mm/s,在X射线屏蔽效果和穿戴舒适性方面均明显优于传统铅基个体X射线防护材料。

超细纤维-稀土元素复合X射线防护材料的制备及性能

超细纤维(MF)与天然皮革具有相似的结构。将La,Ce,Gd,Er四种稀土元素,通过植物单宁负载到超细纤维表面,制备了可穿戴超细纤维基X射线防护材料(RE-MF),并对其进行了X射线屏蔽性能测试。紫外吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析结果表明,通过植物单宁不仅能够成功地将稀土元素负载到超细纤维表面,而且能够实现稀土元素在纤维表面的均匀分布。X射线屏蔽性能测试结果表明,在光子能量100 keV以内,负载四种稀土元素的超细纤维材料都具有良好的X射线屏蔽性能,且屏蔽效率随着负载量和厚度的增加而增大,在20~80 keV能量段,2.6 mm Gd_(4)-MF对X射线的屏蔽效率可达60%,接近0.25 mm厚度的铅板,可代替铅板成为无毒、柔软的可穿戴X射线防护材料。力学性能测试结果表明,超细纤维基X射线防护材料保持了超细纤维原有的良好力学性能,有望在X射线防护领域得到广泛应用。

含铅有机玻璃的制备及其对X射线屏蔽性能的研究

采用本体聚合的方式利用甲基丙烯酸甲酯、异辛酸铅与甲基丙烯酸铅进行三元共聚制备了含铅聚甲基丙烯酸甲酯(有机铅玻璃)板材,并测试了各种组成板材的表面硬度、透光率以及对于不同能量X射线的屏蔽能力。结果表明:铅元素被成功引入到有机玻璃中,并且有机铅玻璃具有较好的光学性能,透光率较高,材料对高能和低能X射线都有较好的屏蔽效果。

微观结构视角下的Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene基电磁波复合屏蔽/吸收材料研究及进展

电子设备的迅速发展和广泛使用产生了大量电磁波,不仅影响其他电子设备的正常运行,还对人类健康造成危害。高性能电磁干扰屏蔽(EMI)和电磁波吸收(EMA)材料对控制电磁污染、保护人体和其他系统在民用或军事应用中至关重要。作为一种新型的二维材料,MXenes因具有特殊的层状结构、高比表面积、丰富的天然缺陷和特殊的金属特征,近年来在电磁屏蔽和微波吸收领域引起了广泛关注。主要介绍了Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene的合成方法和特点,并总结了近年来它在电磁屏蔽和微波吸收性能方面的最新研究和应用。主要创新点在于重点介绍Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene的合成工艺、结构设计以及引入不同材料形成不同复合材料对其电磁性能的影响。

辐射防护材料铅当量随X射线峰值管电压变化的研究

目的:研究不同能量X射线光子与辐射防护材料铅当量的关系,规范X射线防护材料铅当量的表示方式。方法:以五种常用的X射线防护材料为研究对象,分别找出每种材料的铅当量值随X射线管峰值管电压变化的规律。结果:含铅防护材料的铅当量随X射线峰值管电压变化不大;非含铅防护材料的铅当量随X射线峰值管电压变化较大。结论:X射线防护材料用铅当量表示射线屏蔽性能时,应标出检测时X射线峰值管电压。

医用诊断X射线防护中不同屏蔽物质的铅当量

目的研究医用诊断X射线防护中不同屏蔽物质的铅当量,为医用诊断X射线机房屏蔽设计与评价提供技术依据。方法依据BIR/IPEM联合报告和NCRP147号报告中给出的宽束X射线在不同屏蔽物质中衰减的数学拟合式和数据,对给定铅厚度的透射比,计算出其它屏蔽物质的厚度。结果通过计算得到不同kVX射线初级辐射和次级辐射防护中不同屏蔽物质的铅当量厚度。结论对于医用诊断X射线机房的屏蔽设计与评价,应根据透射比或防护屏蔽所需的铅当量使用其管电压(kV)相对应的某一屏蔽物质的铅当量厚度。

废彩色阴极射线管玻璃的X和γ射线屏蔽特性

废电视机和计算机监视器产生了数量庞大的废阴极射线管(CRTs),已成为全球面临的环境风险,迫切需要找出新的处置方法和再利用途径来化解风险。用Χ和γ射线标准剂量测定装置(QH16),XRF,ICP,XRD和灰熔点炉等试验手段测试了废彩色CRTs玻璃的铅当量、化学组成和烧结等特性,并与钢、铁矿石、重晶石等进行对比;讨论了废彩色CRTs玻璃的X和γ射线质量衰减系数,能量吸收特性和辐射屏蔽能力。结果表明,废彩色CRTs玻璃所含的Pb、Ba、Sr、Sb、Ce、Zn等金属元素具有优良的Χ和γ射线屏蔽性能,将其通过烧结法制备成射线屏蔽材料是控制污染和再利用的有效途径。

X射线屏蔽材料设计与制备的研究进展

介绍X射线的特点及其屏蔽机制,详述X射线屏蔽材料的研究进展,提出材料的复合制备技术、梯度化设计以及遗传算法优化设计以制备轻质、高效、耐久的新型屏蔽材料,同时应发挥稀土元素和纳米材料的优势来增强屏蔽材料的综合性能。

X射线异物检测的图像屏蔽算法

X射线异物检测系统检测包装食品过程中,由于产品某些包装区域的材质以及厚度特征,此区域对X射线的吸收率与异物对X射线的吸收率十分相似,导致系统在异物识别时将这些区域误判为异物,造成误检。针对此类问题,结合X射线异物检测原理和图像分割理论,提出了4种图像屏蔽方法。Matlab仿真结果表明,针对不同检测产品采用相应的屏蔽算法,均可有效屏蔽该检测产品中被误判为异物的区域,大大提高了X射线异物检测系统的灵敏度,具有较好的商业使用价值。

聚合物基X射线屏蔽复合材料研究进展

随着医用X射线及核能工业的快速发展,X射线屏蔽材料的研究与开发得到了广泛的重视。特别是聚合物作为粘结剂以来,聚合物基屏蔽复合材料克服了铅与钨金属材料的加工缺点,得到迅速发展。本文首先介绍了X射线屏蔽机理及复合材料设计理论,然后综述了聚合物屏蔽材料的研究现状,最后对新型聚合物基复合材料进行了展望。

Er2O3-WO3-水性聚氨酯X射线屏蔽材料的制备及性能

为制备性能优良的辐射防护材料,以水性聚氨酯为基底,以氧化铒(Er2O3)、氧化钨(WO3)为射线屏蔽剂,制得无铅、环保、高效的Er2O3-WO3-水性聚氨酯X射线屏蔽材料.用高纯锗探测器测试和分析了材料的屏蔽性能,用蒙特卡罗程序MCNP对光子在材料中的运输过程进行模拟,用扫描电镜对材料表面进行观察分析.结果表明,该复合材料可有效屏蔽X射线,屏蔽剂在材料内部分布均匀.材料对59.5 keV(241 Am)和81.0 keV(133 Ba)射线的质量减弱系数分别为5.5 cm^2/g和4.2 cm^2/g,优于传统铅屏蔽材料的防护效果(5.1cm^2/g和2.4 cm^2/g).样品质量减弱系数的实验测量值与MCNP模拟计算结果相对误差在5%以内.

新型二维材料Ti_(2)CT_(x)MXene的性能、制备及其在电磁屏蔽和微波吸收领域的研究进展

随着5G时代的到来,电磁干扰问题日益严重,对电磁屏蔽材料提出了更高的要求,需要制造屏蔽效率更高、覆盖范围更广、轻便且性能稳定的材料。MXene是具有类石墨烯结构的材料,由于其独特的性能,在储能、吸附、催化、光电转换、传感器和电磁屏蔽等方面极具研究价值。尤其是MXene材料具有的高导电性(可高达2×10^(4)S/cm)和层状结构,使其成为极具潜质的电磁屏蔽候选材料。研究表明Ti_(2)CT_(x)具有较低的密度,为实现电磁屏蔽材料的轻量化提供了方向。可将Ti_(2)CT_(x)与导电材料、磁性材料等复合,优化复合材料的结构和性能,实现更广泛的应用。本文综述了Ti_(2)CT_(x)MXene的结构和物理性能,并综合分析了Ti_(2)CT_(x)不同制备方法的优缺点。另外,重点介绍了Ti_(2)CT_(x)作为电磁干扰屏蔽材料和微波吸收材料的最新研究进展,分析了Ti_(2)CT_(x)材料在制备、电磁屏蔽性能及应用中存在的主要问题,展望了Ti_(2)CT_(x)材料在电磁屏蔽和吸波领域的发展趋势。

复合屏蔽材料对低剂量X射线的辐射防护效果

目的探讨复合屏蔽材料对低剂量X射线的辐射防护效果。方法利用正常使用的普通X射线检查室,以卧位和立位两种检查方式模拟进行胸部正位检查,分别对有复合屏蔽和无复合屏蔽的辐射剂量进行比较,探讨复合屏蔽材料对减少辐射剂量的效果。结果以卧位检查时,复合屏蔽材料对辐射剂量的减少率为99.16%;以立位检查时,复合屏蔽材料对辐射剂量的减少率为93.53%。结论使用复合屏蔽材料可有效减少相关人员受到的辐射,但复合屏蔽材料的使用方式会影响其防护效果,故需提高辐射防护技能,以保护相关人员的身体健康。

聚合物基射线屏蔽材料的制备及研究进展

如今X射线和γ射线广泛应用于各领域,但长期暴露于高能射线会对人体造成不可逆损害,因此对于射线屏蔽材料的研发十分重要。以功能粒子为填料、聚合物为基体的复合屏蔽材料是目前研究的热点。首先,从制备聚合物基射线屏蔽材料的角度出发,多维度地概述了材料聚合物基体和填料的设计策略;然后,综述了聚合物基射线屏蔽材料的制备方法,重点对各方法的原理、优缺点、研究进展进行归纳分析;最后,展望了未来聚合物基射线屏蔽材料的发展趋势。

Ti_(3)C_(2)T_(x)基复合电磁屏蔽材料的结构设计与性能研究进展

随着5G网络的普及和电子设备的小型化,电磁辐射给周围环境和人体带来了一定的危害,为此研制综合性能优异的新型电磁干扰屏蔽材料具有十分重要的意义。Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene是一种新型二维材料,具有独特的层状结构、可调节的活性表面、超高电导率等特点,展现出优异的电磁屏蔽性能。近年来,关于Ti_(3)C_(2)T_(x)的制备方法和填料选择的报道层出不穷,然而从结构设计层面总结Ti_(3)C_(2)T_(x)基复合材料的工作却很少。高效的结构设计不仅能够减少填料的用量而且能够提高屏蔽效能。本文以结构为主线,对近年来Ti_(3)C_(2)T_(x)基电磁屏蔽材料的发展趋势进行了总结,通过分析屏蔽效能和屏蔽机制,重点总结不同的结构如多孔结构、分层结构、核壳结构、其他特殊结构及其复合结构对Ti_(3)C_(2)T_(x)基电磁屏蔽性能的影响及作用,并提出了目前Ti_(3)C_(2)T_(x)及其复合材料在作为电磁屏蔽材料使用时急需解决的关键科学和技术问题。最后对MXenes的发展前景进行展望。

稀土/高分子复合材料的射线屏蔽性能和磁性能

综述了稀土 /高分子复合材料的射线屏蔽性能和磁性能。指出稀土 /高分子复合材料在 X射线屏蔽应用中可有效地弥补铅的弱吸收区，具有高稀土含量的复合高分子屏蔽材料具有强的热中子吸收能力，含稀土的共聚物具有强顺磁性。提出了制备磁性和磁智能稀土 /高分子复合材料的可行性。

屏蔽材料组分含量的优化设计

防辐射材料的屏蔽性能跟材料的组成成分含量是有关的,成分含量不同,屏蔽效果也不同。利用遗传算法,对衰减公式进行优化计算,得出各组分含量的最佳配比。用MCNP程序对几种组分配比的材料进行X射线屏蔽模拟,结果表明利用遗传算法计算出来的配比材料屏蔽效果最好。