环氧树脂基纳米辐射防护材料的制备及性能研究

摘要

环氧树脂基辐射防护材料是辐射防护领域研究的热点，它因为其质量轻、容易成型、价格低廉以及具有良好的辐射防护效果而受到设计者的青睐。本文围绕该种辐射防护材料的制备工艺以及材料应用的基本问题，进行了三个阶段的研究，主要内容和研究成果如下：
　　（1）研究了WO3颗粒尺寸对于环氧树脂基辐射防护材料力学性能和屏蔽性能的影响，并用WinXcom模拟计算了其质量衰减系数的理论值，与实验数据进行比较。结果表明，在微米颗粒和纳米颗粒的比较中，纳米颗粒样品表现出更加优秀的力学性能和屏蔽性能。且实验结果与理论计算的结果之间有较好的吻合。
　　（2）我们将不同配比的WO3和CeO2粉末混合，通过固化成型的方式制备了7个环氧树脂基辐射防护材料样品。利用NaI伽马谱仪收集全能峰的伽马粒子计数，以此计算出线性衰减系数。在本次试验中发现，随着Ce含量的升高，样品在低能带的衰减效率随之升高；相反，在高能带的衰减效率随着W含量的升高而提升。
　　（3）用表面处理稀土氧化物WO3、CeO2，制备了WO3/CeO2/环氧树脂基多层辐射防护材料。用多道γ谱仪和Gamma Vision软件对该多层辐射防护材料进行了辐射防护性能测试；运用蒙特卡洛模拟软件EGSnrc对光子在材料中的输运过程进行模拟，并通过计算注量，得出该材料线性衰减系数的理论值，与γ谱测试结果进行比较；比较双层结构中，WO3以及CeO2的先后顺序对于该多层辐射防护材料的影响。结果表明，制备的材料功能性颗粒分布均匀，有轻微团聚现象；γ谱实验结果表明在低能区间，CeO2在前的多层材料防护性能较为优越，但是在高能区间WO3在前的防护性能较好；模拟计算的线性衰减系数与实验结果基本吻合。

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图表清单

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 电离辐射与能量传递

1.3 核辐射测量与剂量

1.4 蒙特卡罗计算方法简介

1.5 辐射防护材料

1.6 研究内容

1.7 创新点

第二章 WO3粒径尺寸对环氧树脂辐射防护材料的性能影响研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与分析

2.4 本章小结

第三章 WO3/Ce2O3环氧树脂基辐射防护材料填料配比对其辐射防护性能影响研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与分析

3.4 本章小结

第四章 WO3/CeO2/环氧树脂基多层辐射防护材料的制备及研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文