重金属-稀土高分子复合材料屏蔽性能的MCNP模拟

摘要

本文针对核动力舰船对空间环境的特殊要求,在常用的辐射屏蔽材料基础上设计一种高效、无毒性且兼备优良物理性能的新型二次屏蔽材料.屏蔽结构采用分层设计,内层选用W-Ni合金替代具有毒性的铅,外层采用稀土-高分子复合材料.对其屏蔽性能进行MCNP模拟分析,结果表明:W-Ni合金具有更好屏蔽效果,对于能量高于1.5MeV的γ射线,其10倍减弱厚度约为铅的一半,适用于空间狭小的区域;加入少量稀土元素能够显著提升高分子材料的屏蔽性能,但其屏蔽性能并非随着稀土含量的增加而增强;稀土对屏蔽性能的提升主要依靠吸收慢化后的热中子.