鎢合金屏蔽件對γ射線的屏蔽優勢

隨著核科學技術應用的不斷發展,各種射線被廣泛應用於醫學、食品輻照等各個領域,射線對人體的傷害和對環境的污染也逐漸被人類所認識,綠色健康生活概念深入人心。在γ 射線屏蔽材料的研究中,除了傳統的材料如鉛、鋼鐵和水外,鎢合金屏蔽件已被確定為一種理想的輻射屏蔽件。

根據γ射線的特點和使用經驗,用來屏蔽γ射線的材料是很多的,如水、土壤、岩石、鐵礦石、混凝土、鐵、鉛、鉛玻璃、鈾以及鎢、鉛硼聚乙烯、含硼聚丙烯等。這些材料對γ射線的屏蔽效果各不相同,其中重金屬對γ屏蔽最有效,而且具有體積小,總重量輕等優點,但是通常對γ射線具有良好減弱性能的材料也會因發生中子非彈性散射和輻射俘獲而產生二次γ射線,而鎢合金屏蔽件可以屏蔽掉一次和二次γ射線,是一種理想的γ射線屏蔽件。


鎢合金屏蔽件


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光電效應與鎢合金屏蔽件

決定物質通過“光電效應”吸收射線能量能力的主要因素不是吸收物質原子序數的大小,而是吸收物質K層吸收邊(射線粒子將K層電子擊出,使其脫離原子核束縛所需的最低能量)的位置。當吸收物質的K層吸收邊剛好能覆蓋所吸收射線的能量或能譜區,則是用以吸收該種射線的最佳吸收物質。鎢合金的屏蔽性的計算公式為K = e0.693 d / △1/2(K:屏蔽層的總減弱倍數;△ 1/2:該屏蔽材料的半值層值;d:屏蔽層厚度,其單位同半值層厚度,需要將半值層的質量厚度換算成材料的厚度時,再除以材料的密度即可得到)。

鎢合金屏蔽件作為屏蔽材料,是因為鎢合金具有優良的射線吸收能力,高密度性(密度比鉛高兩倍)以及良好的耐腐蝕性。高比重鎢合金屏蔽件的優點。縮小屏蔽件以及容器的體積和厚度,鎢合金屏蔽件依然擁有和鉛相同的輻射屏蔽能力。同時,鎢合金是一種環保型材料。


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黑鎢礦工業應用

黑鎢礦是提煉鎢的最主要礦石,它也叫鎢錳鐵礦。由於含有不同比例的鐵鎢酸鹽和錳鎢酸鹽,所以如果含鐵量高一些就叫鎢鐵礦,含錳多一些就叫鎢錳礦。黑鎢礦為褐色至黑色,具有金屬或半金屬光澤。一般它與錫礦石同產于花崗岩和石英礦中。黑鎢礦產于高溫熱液石英脈中。中國贛南、湘東、粵北一帶是世界著名的黑鎢礦產區。其他主要產地有俄羅斯西伯利亞、緬甸、泰國、澳大利亞、玻利維亞等地。

黑鎢礦是最重要的鎢礦石礦物,用途十分廣泛,主要用於:

1:生產鎢各種深加工產品,主要用於生產鎢的各種深加工產品。

2:用於製造高速切削工具、炮膛、槍管、火箭發動機、火箭噴嘴、坦克裝甲等。

3:黑鎢礦還用於製造燈絲及X射線發生器的陰極材料。

4:黑鎢礦經再加工的合成材料碳化鎢硬度很高,僅次於金剛石,可用作鑽頭、車刀等。

黑鎢礦


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鎢合金飛鷹釣(二)

這些鎢合金飛鷹釣鍍有抗腐蝕的化學劑,即使是在污染最重的水域也可以閃閃發光。

所有專業的垂釣者都知道當在魚游得很快並且乾淨的小溪里,使用鎢合金飛鷹釣可以使魚的上鉤率大幅度提高,在深水域裡也是如此。要捕獲更多的魚,你只需要將鎢合金飛鷹釣沉入有魚的水底。

選擇鎢作為鎢合金飛鷹釣材料的原因:

鎢是可用的最重的金屬之一,可以作為鎢合金飛鷹釣的材料。鎢具有高密度的特性,密度為16.5 grams/cm3至18.5 grams/cm3。與鉛比較,鉛的密度只有11.34 grams/cm3。所以鎢合金飛鷹釣幾乎是同一體積鉛球的兩倍重。

鎢合金飛鷹釣


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黑鎢礦物理性質

黑鎢礦是類質同象混合物,由形成連續固液體的鐵和錳的鎢酸鹽組成,按照所含鐵和錳的含量又可分為鎢鐵礦FeWO4、鎢錳鐵礦(Fe,Mn)WO4和鎢錳礦MnWO4。當錳鐵大於4時為鎢錳礦,錳鐵比小於0.25時為鎢鐵礦;錳鐵比介於0.25與4之間為鎢錳鐵礦。三種黑鎢礦族礦物的物理性質見下表:

表1-1 黑鎢礦的物理性質

物理性質 鎢鐵礦 黑鎢礦 鎢錳礦
分子式 FeWO4 (Fe,Mn)WO4 MnWO4
WO3含量(%) 76.3 76.5 76.6
晶胞參數:a(nm)
b(nm)
c(nm)
0.471 0.479 0.485
0.570 0.574 0.577
0.574 0.499 0.498
密度(g/cm³) 7.5 7.1-7.5 7.2-7.3
顏色 黑色 深灰色到黑色 紅褐色到黑色
莫氏硬度 5 5-5.5 5

從以上表格資料可以看出,鐵錳含量是影響黑鎢礦諸多物理性質的重要因素,隨著黑鎢礦中鐵錳含量的變化,黑鎢礦礦物顏色和條痕顏色也隨之改變,礦物中鐵錳比越高,顏色愈深,多為褐紅色至黑色,條痕呈黃褐色至黑褐色。


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