环氧树脂基辐射防护材料的制备及辐射屏蔽性能研究

摘要

随着核工业与核技术应用的快速发展，射线的应用涉及到各个领域，其防护问题引起了世界各国特别是发达国家的重视，不断加大在此领域的投入资金及科研力量，取得了可观成果。传统的辐射防护材料铅及其化合物、混泥土等已经应用于粒子加速器、核工业等领域。最近几年，随着大量先进放射诊断及治疗设备的使用、核工业及航天事业的飞速发展，传统防护材料已满足不了应用要求，亟需轻质、环保、物理性能优异的新型辐射防护材料。辐射防护材料的研究和开发又引起了广泛关注，国内相关研究人员也在橡胶、防辐射纤维的研究上取得了一些成果，然而，就目前的情况来说还有很多需要解决的问题，该方面研究具有必要性和紧迫性的。
　　本文主要以对环境友好、各方面性能较好的环氧树脂材料为基体，通过掺入氧化钇、氧化锗等功能性粒子的来探索研究新型的环境友好型辐射防护材料。通过在环氧树脂基体里添加纳米Y2O3、GeO2粒子制备了纳米Y2O3/GeO2/环氧树脂辐射防护材料，在制备过程中对其制备各个过程中温度进行了控制。并对其结构和屏蔽性能进行了表征和测试。
　　对测试结果进行分析，结果表明：
　　添加纳米氧化钇和纳米锗氧化物的功能粒子可以有效地改善环氧树脂基的辐射防护材料的屏蔽性能，加入的氧化锗与氧化钇并未与环氧树脂发生键和反应，而只是混合在环氧树脂中。计算出各个样品的线性衰减系数和质量衰减系数，并与传统材料铅做比较。结果表明，提高材料中钇和锗元素的质量分数是提高复合材料屏蔽性能至关重要的因素；样品的线性衰减系数和质量衰减系数与射线能量相关，铅在80KeV附近质量衰减系数很低，在对80KeV射线的屏蔽时，样品中纳米功能粒子质量分数达到33.3％时，其质量衰减系数已经接近铅，这说明Y2O3/GeO2/环氧树脂基辐射防护材料在低能射线的防护上是完全可以替代铅的。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2辐射防护材料发展现状

1.3课题意义及主要研究内容

第2章 课题研究的理论基础

2.1 电离辐射与物质的相互作用

2.2γ射线在物质中的衰减理论及辐射防护材料设计

2.3 XRD仪器及其实验原理

2.4 NaI(Tl)单晶γ闪烁谱仪概述

2.5本章小结

第3章 纳米Y2O3/GeO2环氧树脂辐射防护材料的制备

3.1 环氧树脂概述

3.2合成双酚A型环氧树脂的合成路线

3.3 影响环氧树脂的质量的因素

3.4 实验室制备纳米Y2O3/GeO2环氧树脂辐射防护材料

3.5本章小结

第4章 材料的性能测试与分析

4.1材料的XRD测试

4.2 屏蔽性能测试

4.3 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

攻读学位期间的科研成果

致谢