輻射屏蔽材料的選擇

反應堆是核能源系統的核心部分,核裂變(或聚變)產生各種輻射射線如不同能級的中子、γ射線、二次γ射線及其它帶電粒子和高能射線。而這這些射線會對人體造成傷害。如何在保證人體安全情況下,有效進行核能源開發顯得尤為重要。

輻射防護依賴於屏蔽材料的性能和輻射屏蔽結構的優化設計,顯然,選擇材料時應該考慮的基本核性能是對中子和γ射線的減弱性能。重金屬如鉛、鎢合金、衰變後的鈾(238U)以及鐵、鎳等都是有效的γ射線減弱體,對快中子也有很好的慢化效果。而像硼、石墨、富氫化合物如水、重水及高分子材料則對中子的減弱或吸收更為有效,這些材料及其複合材料已大量應用於各種核反應堆屏蔽系統並發揮相當重要的作用。鎢合金屏蔽件以其高密度、極強的防γ 射線能力,高強度,無毒環保等優勢成為射線屏蔽的研究和發展的方向。


鎢合金屏蔽


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鎢合金屏蔽件對γ射線的屏蔽作用

γ射線具有極強的威力,主要表現在以下兩個方面:一是γ射線的能量大。由於γ射線的波長非常短,頻率高,因此具有非常大的能量。高能量的γ射線對人體的破壞作用相當大,當人體受到γ射線的輻射劑量達到200-600 雷姆時,人體造血器官如骨髓將遭到損壞,白血球嚴重地減少,內出血、頭髮脫落,在兩個月內死亡的概率為0-80%;當輻射劑量為5000 雷姆以上時,可導致中樞神經系統受到破壞,發生痙攣、震顫、失調、嗜眠,在兩天內死亡的概率為100%。二是γ射線的穿透本領極強。人體受到γ射線照射時,γ射線可以進入到人體的內部,並與體內細胞發生電離作用,電離產生的離子能侵蝕複雜的有機分子,如蛋白質、核酸和酶,導致人體內的正常化學過程受到干擾,嚴重的可以使細胞死亡。

所以尋找一種安全可靠的防護材料對於從事放射性工作人員的安全至關重要防護。而鎢合金屏蔽件作為新型屏蔽材料有許多優勢,它不產生二次韌致輻射,硬度大而且同樣的屏蔽效果厚度僅為鉛的2/3,且鎢合金抗輻射損傷且耐腐蝕。


鎢合金屏蔽件


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黑鎢礦浮選硝酸鉛用量

硝酸鉛是黑鎢礦的活化劑,它可以提高捕收劑的作用,改善浮選的指標。在浮選的過程中,硝酸鉛用量太小活化作用不明顯,用量太大選礦效率又會降低。因此,通過表格資料來考察硝酸鉛用量對黑鎢礦浮選指標的影響。

表1-1 硝酸鉛用量對黑鎢礦浮選的影響

產品名稱 硝酸鉛用量(g/t) 產率(%) 品位(%) 回收率(%)
黑鎢礦 0 6.80 9.71 81.74
100 7.13 9.57 85.18
200 7.38 9.48 87.80
300 7.52 9.39 88.00

從以上表格資料可以看出,隨著硝酸鉛用量的增加,產率和品味跟著上升,以此同時,回收率也跟著上身,可見硝酸鉛用量的增加有助於黑鎢礦浮選效果的提升。然而,隨著硝酸鉛用量的上升,回收率上升的不明顯,當用量從200上升到300時,回收率僅上升了0.2%。終上所述,為了獲得浮選最佳效果,應將硝酸鉛用量控制在200g/t較為合適。


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鎢精礦浮選水玻璃用量

在鎢精礦的浮選過程中,不僅受到調整劑的影響,同時也受到水玻璃用量的影響。水玻璃也只有在適宜的用量才能起到選擇性的抑制作用,以下通過表格資料分析水玻璃用量對鎢精礦浮選的影響。

表1-1 水玻璃用量對鎢精礦浮選的影響

產品名稱 水玻璃用量(g/t) 產率(%) 品位(%) 回收率(%)
鎢精礦 1500 12.20 5.70 88.37
2000 7.38 9.43 87.74
2500 5.89 11.43 84.72
3000 4.56 14.14 81.03

從以上表格資料可以看出,隨著水玻璃用量的增加,鎢精礦的品味有所提高。然而隨著其用量的增大,鎢的回收率有所降低,當水玻璃的用量為3000g/t時,回收率降低得最多,可見,鎢精礦浮選時水玻璃的最佳用量為2000g/t。


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鎢合金子彈墜

鎢合金子彈墜屬於由稀有金屬鎢製成的鎢合金漁墜子的類型之一,是最好的鉛的替代品。鎢合金子彈墜用來增加驅動力、誘惑魚的程度和被扔的路程長度。鎢合金子彈墜有許多分類,比如鎢蠕蟲狀漁墜子、彈簧鎢合金子彈墜和鼓肚鎢合金子彈墜等。

鎢的優勢

鎢是一種理想又環保的製作漁墜子的材料,是鉛漁墜子的最好替代品。鉛漁墜子是有毒的,並且對環境有危害。當它們密度越高,體積就越小,整體體積大約比鉛漁墜子小30%。另外,鎢比鋼鐵硬度高,體重是鉛漁墜子的兩倍,並且可以使漁墜子的形狀不易變形。鎢也用來製作其他釣魚工具的產品,比如硬質合金線切割器和魚線的鎢粉塗料。


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