相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月14日提交的英国专利申请第1813256.3号的优先权，该专利申请以引用的方式整体并入本文。
技术领域
本发明涉及电离辐射屏蔽面板，并且具体地涉及用于x射线检查系统的电离辐射屏蔽面板。
背景技术
暴露于电离辐射中可能对人体有害。如果剂量足够频繁，即使非常低的剂量也可能是有害的。有许多有效采用电离辐射的工业领域，诸如医疗、安保以及电子工业。对于在这些工业领域工作的人，有必要减少辐射暴露。
保护在电离辐射源附近工作的人员的常见方式是在他们和电离辐射源之间设置阻隔件。阻隔件被设计为吸收尽可能多的有害电离辐射。阻隔件可以是其中放置电离辐射源的机柜。
可以针对特定能量来测量材料在吸收电离辐射方面的有效性。此测量值被描述为衰减系数。衰减系数越高，材料吸收该类型和能量的电离辐射越好。通常，元素的原子质量越大，含有该元素的材料的辐射衰减系数越大。
电离辐射的一种形式是x射线。有两种常见的构造x射线辐射屏蔽阻隔件的方式。第一种构造方式包括为机柜衬铅。铅具有质量相对较大的原子核，这意味着它对于x射线具有较高的辐射衰减系数。第二种构造方式使用混凝土。用于形成x射线辐射屏蔽的混凝土有时含有一定量的辐射衰减系数高于普通混凝土的材料。
铅的辐射衰减系数相对较高意味着可以将衬铅的阻隔件设计得相对较薄，并且仍然可以保护人员免受接纳有害剂量的x射线辐射。然而，铅辐射阻隔件具有若干缺点。铅非常昂贵。对于一些产品和市场领域而言，包括铅的阻隔件可能极其昂贵。铅是有毒的，并且其在许多应用中的使用已被禁止。铅的密度高并且强度弱。阻隔件不能单独由铅构成，因为它们将无法支撑其自身重量。这意味着衬铅的阻隔件需要坚固的支撑框架。而且，为机柜衬铅的过程既耗时又昂贵。因此，在仍然使用铅的行业中，期望找到可行的替代方案。
使用混凝土的x射线辐射屏蔽件通常比构造衬铅的屏蔽件便宜。但是，使用混凝土也存在缺点。混凝土屏蔽件相对较大且较重，因此难以运输。为了足够坚固以自我支撑和持久耐用，由混凝土制成的任何特征部必须设计得相对较大。可以模制成混凝土的最小特征部尺寸为约50mm。因此，混凝土x射线辐射屏蔽件不能具有复杂或精细的形式。
需要一种x射线辐射阻隔件，该阻隔件廉价且易于构造同时不存在任何一种常见阻隔件类型的缺点。还需要一种x射线辐射阻隔件，该阻隔件可以具有比混凝土可能具有的形状更复杂和更精细的形状，且具有小于50mm的最小特征部尺寸。将期望提供一种不使用铅但具有与现有铅基阻隔件相当的辐射衰减的阻隔件。
同样，需要用于其他形式的电离辐射的阻隔件，该阻隔件具有如上所述的关于x射线辐射阻隔件的优点和期望特征。电离辐射的另一种形式的示例是快中子。还将期望电离辐射阻隔件有效地屏蔽多于一种类型的电离辐射，例如快中子和x射线两者。
发明内容
本发明提供了一种电离辐射屏蔽面板、电离辐射屏蔽罩壳、用于制备此类电离辐射屏蔽面板和罩壳的方法以及根据应当被参考的所附独立权利要求所述的x射线检查系统。本发明的优选或有利特征在从属权利要求中限定。
在本发明的第一方面，提供了一种电离辐射屏蔽面板，该电离辐射屏蔽面板包括：包括辐射衰减材料的芯层。辐射屏蔽面板还包括：第一层，该第一层位于芯层的第一侧上，该第一层包括可渗透的增强结构；和第二层，该第二层位于芯层的与第一侧相对的第二侧上，该第二层包括可渗透的增强结构。
粘结剂渗透第一层、第二层和芯层。粘结剂是在制造过程期间最初可以为流体但随后可以硬化或凝固的材料。粘结剂有利地具有相对较低的粘度，使得其适于渗透穿过辐射屏蔽面板的层。硬化的粘结剂有利地将层固持在一起，其中第一层位于芯层的第一侧上，并且第二层位于芯层的第二侧上。粘结剂有利地完全渗透穿过第一层、芯层和第二层，使得增强结构和辐射衰减材料全部固持在硬化的粘结剂内。粘结剂形成连续的粘结剂基质。第一层和第二层与粘结剂一起为芯层提供支撑、强度和刚度。所得的辐射屏蔽面板廉价且易于处理。它们也不需要任何附加的支撑。
粘结剂可以为粘合剂。粘结剂可以为树脂。此树脂可以为热固性树脂、具有促进剂的聚酯树脂、UV可固化树脂或环氧树脂。
第一层或第二层的可渗透的增强结构可以为任何结构，流体诸如粘结剂可以渗透或透过该结构，并且该结构向第一层和第二层提供强度和弹性。可渗透的增强结构可以为织物、格子、网、穿孔片材或另一种开孔结构。可渗透的增强结构可以有利地为织物。可渗透的增强结构可以包括玻璃纤维或金属长丝或碳纤维或聚对苯二甲酰对苯二胺。第一层或第二层或第一层和第二层两者的可渗透的增强结构可以包括织造纤维布、无规取向的短切纤维原丝或布置成垫的连续长丝或长丝阵列。第一层或第二层或第一层和第二层两者可以包括可渗透的增强结构的两个或更多个片材。与仅使用一个片材相比，使用两个片材而不是一个片材有利地为第一层提供附加强度。第一层和第二层涂覆有附加的功能层。功能层具有对面板的表面有利的特性。功能层涂层可以为阻燃的。这还可确保成品产品具有一致的颜色。功能层可以防止静电积聚。功能层可以包括静电放电(ESD)层。功能层可以为凝胶涂层。另选地，功能层可以为涂料。第一层和第二层可以涂覆有多个功能层。每个功能层可以具有对面板的表面有利的一个或多于一个功能。
第一层或第二层或第一层和第二层两者可以包括粘结剂铺展层。粘结剂铺展层有利地允许粘结剂在面板的表面的整个范围上快速渗透。具体地，粘结剂铺展层可以被配置为使得粘结剂在横跨芯层的方向上比在穿过芯层的方向上更快地行进。粘结剂铺展层可以定位在可渗透的增强结构和芯层之间。第一层或第二层或第一层和第二层两者还可以包括定位在粘结剂铺展层和芯层之间的第二可渗透的增强结构。这有利地意味着第二层具有这样的结构，其中粘结剂铺展层定位在两个可渗透的增强结构层之间。该两个可渗透的增强结构层帮助保持粘结剂铺展层与芯层分离。
第一层或第二层的可渗透的增强结构的第一片材、第二片材或这两个片材可以包括短切纤维原丝的垫。这有利地允许粘结剂以与粘结剂铺展层类似的方式快速铺展在第二层上。它还为第二层提供强度。
如本文所用，电离辐射是指携带足够能量以从原子或分子中释放电子从而使它们电离的辐射。电离辐射可以由高能量次原子粒子、以高速(通常大于光的速度的1％)移动的离子或原子以及电磁波谱的高能量端上的电磁波构成。电离辐射可以是例如x射线或快中子。
如本文所用，辐射衰减材料是指可以用于衰减电离辐射，优选地对人类有害的电离辐射的材料。辐射衰减材料的选择可以取决于电离辐射屏蔽阻隔件被设计用于屏蔽的辐射的类型，因为每种材料在衰减各种类型的电离辐射方面可以或多或少地有效。
辐射衰减材料可以包括原子质量大于47个统一原子质量单位的元素。这种辐射衰减材料在衰减x射线方面是有效的。具有较高原子质量的元素通常具有较高的辐射衰减系数。大于47个统一原子质量单位的辐射衰减材料有利地具有足够高的衰减系数以允许形成轻质x射线阻隔件。
辐射衰减材料可以为重晶石。重晶石可以有利地用作替代形式，以形成被设计成屏蔽x射线的辐射屏蔽面板。重晶石相对廉价并且无毒。
屏蔽面板可以被设计成屏蔽快中子辐射。原子质量小于47个统一原子单元的材料可以有效衰减快中子。辐射衰减材料可以为碳化硼。
电离辐射屏蔽面板可以包括多于一种类型的辐射衰减材料。这有利地允许有效衰减多于一种类型的电离辐射。电离辐射屏蔽面板可以包括用于屏蔽x射线的第一辐射衰减材料和用于屏蔽快中子的第二辐射衰减材料。如果电离辐射屏蔽面板被设计成主要屏蔽快中子辐射，则这可能是有利的。快中子的衰减通常涉及散射过程。这些散射过程可能导致辐射衰减材料发射x射线。包括使x射线衰减的第二辐射衰减材料避免了对附加的和单独的x射线辐射屏蔽件的需要。第一辐射衰减材料可以为重晶石，并且第二辐射衰减材料可以为碳化硼。
辐射衰减材料可以为颗粒并且可以为集合体或粉末。这有利地允许粘结剂在电离辐射衰减面板的制备中在集合体的颗粒之间渗透。因此，粘结剂能够穿透芯层。然后，粘结剂将芯中的辐射衰减材料的所有颗粒固持在一起作为固体结构。在此上下文中，颗粒是指小的、单独的颗粒形式。
有利的是，辐射衰减材料集合体的最大颗粒的直径不大于芯层的厚度的10％。仅使用特定尺寸的集合体颗粒确保了集合体与粘结剂的浓度在整个芯层上是均匀的。如果使用过大的颗粒，则芯层的一些区域可以被这些较大的颗粒所占据，并且包括非常少的粘结剂。周围区域可以具有较高的粘结剂浓度。具有较高粘结剂浓度的区域具有较低的衰减系数，反之亦然。通过使辐射衰减材料通过具有受控的孔尺寸的筛，可以确保辐射衰减材料的最大颗粒的直径小于期望尺寸。
具有大颗粒的区域可以在芯中形成结构弱点，因为粘结剂在这些区域中处于低浓度。较小的颗粒有利地具有每单位体积更大的表面积。这意味着供粘结剂接触的表面积更大。具有小于芯层的厚度的10％的直径的所有颗粒有利地使得芯牢固地固持在一起。
具有较高粘结剂浓度的较大颗粒附近的区域可以允许辐射路径穿过芯层，其中辐射穿过非常少的辐射衰减材料。这些辐射路径可以允许辐射以危险水平穿过芯。直径小于芯层的厚度的10％的所有颗粒有利地使得辐射衰减材料集合体更均匀地分布在整个芯层中，从而避免了低吸收通道。
芯中辐射衰减材料的密度越大，芯层可以越薄，同时提供所需量的辐射屏蔽。然而，粘结剂必须能够渗透穿过芯。颗粒状辐射衰减材料可以包括具有一系列尺寸的颗粒。提供包括各种尺寸的颗粒的芯层可以改善粘结剂透过芯层的渗透性以提供辐射衰减材料与粘结剂的高填充比率。换句话讲，这允许辐射衰减材料的高密度。在75％和50％之间的颗粒可以具有落在粒径范围的下50％内的尺寸。最大粒径可以具有小于芯层的厚度的10％的直径。辐射衰减材料可以按体积占芯层的大于65％。辐射衰减材料可以按质量占芯层的多达90％。辐射衰减材料通常比粘结剂廉价。因此，具有高百分比的辐射衰减材料也意味着制备屏蔽面板的成本较低。
芯的辐射衰减系数由芯中的辐射衰减材料的密度决定。芯中较高浓度的辐射衰减材料允许芯层较薄，同时提供相当的辐射屏蔽。这使得辐射屏蔽面板的总厚度和质量最小化。
电离辐射屏蔽面板可以是自支撑的。这意味着面板足够坚固以支撑其自身重量，而无需进一步的机械负载分配结构。有利的是，辐射屏蔽面板的强度足以承受附加的施加的力。这些力可以由其他面板或面板的特征部(诸如门)施加。这些力可以由紧固到面板的附加机械元件施加。这些力也可以由使用者施加或在面板的运输期间施加。
电离辐射屏蔽面板还可以包括附加辐射屏蔽层。此附加辐射屏蔽层可以设置在辐射屏蔽面板的两层之间。例如，附加辐射屏蔽层可以在芯层和第一增强层之间。另选地，附加辐射屏蔽层可以在芯层和第二增强层之间。附加辐射屏蔽层可以定位在第一增强层或第二增强层和附加功能层之间。附加辐射屏蔽层有利地允许非电离辐射被电离辐射屏蔽面板屏蔽。附加辐射屏蔽层可以被配置为屏蔽低频电磁辐射。低频电磁辐射通常由电子装置发射并且可以干扰其他仪器并且表现为噪声。因此有利的是，电离辐射屏蔽面板阻挡此辐射。附加辐射屏蔽层可以为导电网。
电离辐射屏蔽面板还可以包括机械负载分配结构。机械负载分配结构可以包括屈服应力高于芯层的部件。紧固件可以连接到电离辐射屏蔽面板。这些紧固件可以连接到机械负载分配结构。机械负载分配结构可以有利地为紧固件提供强力接触点，并且可以有效地分配负载，这允许在电离辐射屏蔽面板和紧固件之间建立强力稳固的连接。例如，如果需要将特征部(诸如门)连接到电离辐射屏蔽面板，则机械负载分配结构可以为该门的铰链提供强力接触点以连接到该门。
机械负载分配结构可以由金属(诸如钢)制成。机械负载分配结构可以由金属片材制成。机械负载分配结构可以定位在第一层和芯层之间。机械负载分配结构可以定位在第二层和芯层之间。机械负载分配结构可以位于芯层内或从芯层的一侧穿过到达另一侧。机械负载分配结构可以包括粘结剂可以渗透的至少一个孔。该至少一个孔有利地意味着机械负载分配结构不阻止粘结剂在面板的层之间渗透。另选地，机械负载分配层可以定位在面板的外部上。在这种情况下，机械负载分配层可以粘附到粘结剂。机械负载分配结构可以在电离辐射屏蔽面板的主要部分上延伸。这有利地意味着，在紧固件和电离辐射屏蔽面板之间的接触点处施加的任何力在面板的主要部分上铺展。
电离辐射屏蔽面板还可以包括尺寸小于50mm并且有利地小于12mm的特征部。这些特征部可以具有3mm的最小尺寸。这些尺寸的特征部有利地允许辐射屏蔽面板具有更复杂的形状。例如，辐射屏蔽面板可以被配置为装配到具有相同或相似构造的一个或多个其他辐射屏蔽面板。面板装配在一起可以涉及一个面板与另一个面板的互锁特征部。这些互锁特征部可以具有小于50mm的尺寸。面板可以有利地装配在一起以形成其中可以放置电离辐射源的机柜。这有利地意味着辐射屏蔽机柜可以被扁平包装运输。然后可以在现场将面板装配在一起。这使得运输更容易。
电离辐射屏蔽面板可以包括一个或多个特征部，该一个或多个特征部允许在被接合到另一个面板时形成迷宫式密封。特征部的互锁可以在两个相邻面板之间形成迷宫式密封。迷宫式密封有利地防止两个面板之间的辐射照射路径，该辐射照射路径将允许来自电离辐射源的电离辐射逸出。电离辐射源可以是x射线源。
在本发明的第二方面，提供了包括根据本发明的第一方面的多个电离辐射屏蔽面板的罩壳。罩壳可以包括具有一个或多个特征部的面板，该一个或多个特征部允许在被接合到另一个面板时形成迷宫式密封。这些特征部可以具有小于50mm且有利地小于12mm的至少一个尺寸。
在本发明的第三方面，提供了一种用于制备电离辐射屏蔽面板的方法，该方法包括：
将包括可渗透的增强结构的第一层放置到模具中；
将颗粒状辐射衰减材料沉积到模具中的第一层的顶部上；
将包括可渗透的增强结构的第二层放置到模具中；
关闭模具；
将粘结剂从至少一个粘结剂端口注入模具中；
在至少一个粘结剂端口和至少一个出口端口之间在模具上建立压差，使得当粘结剂被注入模具中时，粘结剂从至少一个粘结剂端口被抽吸至至少一个出口端口并且渗透模具中的第一层、辐射衰减材料和第二层；以及
使粘结剂硬化。
优选地，在模具上建立压差的步骤包括在模具内建立部分或完全真空。优选地，在将粘结剂注入模具中之前，进行在模具内建立部分或完全真空的步骤。
有利的是，颗粒状辐射衰减材料与粘结剂隔离地沉积在模具中，并且粘结剂随后渗透到该材料中，而不是将两者混合在一起并将混合物倾注到模具中。这是因为它允许使用更高浓度的辐射衰减材料。当辐射衰减材料的浓度较高时，辐射衰减材料和粘结剂的混合物可能无法倾注。模具可以包括最小尺寸小于50mm的特征部，并且颗粒状辐射衰减材料和粘结剂将均匀地填充这些特征部。这些特征部可以是最小特征部尺寸小至3mm的非常精细的细节。
在将辐射衰减材料放置在模具中之后将粘结剂注入模具中也具有在密封环境中处理粘结剂的优点。一些粘结剂材料可以使毒性溶剂脱气，因此在密封环境中的处理允许简单地控制这些挥发性溶剂。也不需要具有用于辐射衰减材料和粘结剂的单独的混合器，该混合器需要进一步的处理步骤(诸如清洁)。
颗粒状辐射衰减材料可以为粉末或集合体。
在模具中包括也渗透有粘结剂的第一层和第二层有利地在第一层和第二层之间形成具有辐射衰减材料的结构，一旦粘结剂硬化，辐射衰减材料、第一层和第二层全部由粘结剂固持在一起。第一层和第二层并且特别是第一层和第二层的可渗透的增强结构有利地向该结构提供支撑、强度和刚度。这允许使用密度非常高的辐射衰减材料，同时仍提供足够的机械强度和韧性。
该至少一个粘结剂端口可以位于模具的与至少一个出口端口相对的一侧。这有利地确保粘结剂被抽吸通过模具中的所有部件。一旦粘结剂硬化，形成与连续粘结剂固持在一起的固体结构。
第一层和第二层的可渗透的增强结构可以包括玻璃纤维或金属长丝或碳纤维或聚对苯二甲酰对苯二胺。这些织物可以具有纤维结构，当粘结剂抽吸通过模具从粘结剂端口至出口端口时，该纤维结构有利地允许粘结剂通过它们。
第一层或第二层的可渗透的增强结构可以为任何结构，流体诸如粘结剂可以渗透或透过该结构，并且该结构向第一层和第二层提供强度和弹性。可渗透的增强结构可以为织物、格子、网、穿孔片材或另一种开孔结构。可渗透的增强结构可以有利地为织物。可渗透的增强结构可以包括玻璃纤维或金属长丝或碳纤维或聚对苯二甲酰对苯二胺。第一层或第二层或第一层和第二层两者的可渗透的增强结构可以包括织造纤维布、无规取向的短切纤维原丝或布置成垫的连续长丝或长丝阵列。第一层或第二层或第一层和第二层两者可以包括可渗透的增强结构的两个或更多个片材。与仅使用一个片材相比，使用两个片材而不是一个片材有利地为第一层提供附加强度。
第一层和第二层可以涂覆有附加的功能层。功能层具有对面板的表面有利的特性。功能层涂层可以为阻燃的。这还可确保成品产品具有一致的颜色。功能层可以防止静电积聚。功能层可以包括静电放电(ESD)层。功能层可以为凝胶涂层。另选地，功能层可以为涂料。第一层和第二层可以涂覆有多个功能层。每个功能层可以具有对面板的表面有利的一个或多于一个功能。
第一层或第二层或第一层和第二层两者可以包括粘结剂铺展层。粘结剂铺展层有利地允许粘结剂在面板的表面的整个范围上快速渗透。这有利地意味着粘结剂在整个第二层上均匀渗透并且到达距粘结剂输入端口最远的外边缘。粘结剂铺展层可以被配置为使得粘结剂在横跨芯层的方向上比在穿过芯层的方向上更快地行进。粘结剂在粘结剂铺展层中沿横跨芯层的方向的行进速度与粘结剂穿过芯层的行进速度的比率可以与粘结剂端口和出口端口之间沿横跨面板的方向的距离与面板的厚度的比率相匹配。
粘结剂铺展层可以定位在可渗透的增强结构和芯层之间。第一层或第二层或第一层和第二层两者还可以包括定位在粘结剂铺展层和芯层之间的第二可渗透的增强结构。这有利地意味着第二层具有这样的结构，其中粘结剂铺展层定位在两个可渗透的增强结构层之间。该两个可渗透的增强结构层帮助保持粘结剂铺展层与芯层分离。
第二层的粘结剂铺展层定位在至少一个粘结剂端口和至少一个可渗透的增强结构层之间。与粘结剂铺展层与辐射衰减材料直接接触的情况相比，这有利地为辐射衰减材料提供更好的界面。在这种情况下，辐射衰减材料可以以其他方式影响粘结剂在粘结剂铺展层中的流动和铺展。
用于制备电离辐射屏蔽面板的方法还可以包括在注入粘结剂的步骤之前压缩辐射衰减材料。压缩步骤可以通过执行关闭模具的步骤来进行。这有利地确保辐射衰减材料占据尽可能少的空间，并且最终电离辐射屏蔽面板可以根据需要制得尽可能薄。压缩辐射衰减材料还可以通过夯实或使用压缩辊来实现。
建立压差的步骤可以包括向出口端口施加真空压力或低于大气压的压力。施加真空压力或低于大气压的压力可以防止在面板中形成干燥区域或不含粘结剂的区域。换句话讲，施加真空压力或低于大气压的压力可以确保粘结剂在辐射屏蔽面板的整个范围内均匀渗透。低于大气压的压力可以在低于大气压的50000Pa和100000Pa之间。
另选地或附加地，建立压差的步骤可以包括在高于大气压的压力下通过粘结剂端口注入粘结剂。建立压差的步骤可以包括在高于大气压的50000Pa和400000Pa之间的压力下通过粘结剂端口注入粘结剂。最佳压力可以取决于面板的厚度。对于厚面板，这可以为高达400000Pa。所施加的压力有利地加速渗透过程，并且确保粘结剂到达模具的所有区域，甚至是在距粘结剂端口最大距离处的那些区域。期望的压力量取决于被构造的面板的面积、粘结剂端口的数量以及面板的表面上的点和其最近的粘结剂端口之间的最大距离。端口之间的距离越大，所需的压力越大。高于大气压的在50000Pa和200000Pa之间的压力可以用于大多数面板。有利地选择压力以使流量最大化，而不会不利地干扰辐射衰减材料。如果树脂的渗透比此快得多，则其可能产生对辐射衰减材料的干扰，从而导致辐射衰减材料的不均匀分布。
优选地，建立压差的步骤包括施加真空压力或低于大气压的压力和在高于大气压的压力下通过粘结剂端口注入粘结剂。这可以确保流量最大化，同时还防止在面板中形成干燥区域或不含粘结剂的区域。压差可以为至少100000Pa。
可以将来自至少一个粘结剂端口的粘结剂注入围绕模具周边延伸的通道中。这有利地意味着粘结剂从所有侧面而不是从单个点渗透层。这同样具有加速渗透过程并确保粘结剂到达模具的所有区域、甚至是在距粘结剂端口最大距离处的那些区域的优点。
用于制备电离辐射屏蔽面板的方法还可以包括在将第一纤维层插入模具之前用脱模剂处理模具。这有利地允许在粘结剂硬化之后容易地移除电离辐射屏蔽面板。其还可以包括将附加功能层施加到模具的表面。附加功能层可以为凝胶涂层。凝胶层涂层可以为阻燃的。
在一些实施方案中，模具的一部分包括柔性片材。这意味着模具的一部分是可折叠的。柔性片材优选地定位在与出口端口相对的一侧。当将低于大气压的压力施加到出口端口时，柔性片材可以压缩芯层。柔性片材中可以设置有多个粘结剂端口。柔性片材可以在面板形成之后丢弃，或者可以保留成品面板的一部分。
在一些实施方案中，模具的第一部分可以形成电离辐射屏蔽面板的一部分。模具的第一部分可以粘附到粘结剂。模具的第一部分可以形成电离辐射屏蔽面板的外层，并且可以在面板上提供固定点。模具的第一部分还可以提供负载分配功能和/或装饰功能。第一层、颗粒状辐射衰减材料和第二层可以全部放置在模具的第一部分中。未将脱模剂施加到模具的第一部分，使得粘结剂粘附到模具的第一部分。关闭模具的步骤可以包括将柔性片材固定在模具的第一部分上，该柔性片材形成模具的第二部分。
在本发明的第四方面，提供了一种x射线检查装置，该装置包括：
壳体，
x射线源，
x射线检测器，和
用于待成像的物体的支撑件，该支撑件定位在x射线源和x射线检测器之间；
其中壳体包括一个或多个壁，其中一个或多个壁的至少一部分包括：
包括辐射衰减材料的芯层，
包括可渗透的增强结构的第一层，该第一层位于芯层的第一侧上，
包括可渗透的增强结构的第二层，该第二层位于芯层的与第一侧相对的第二侧上；
其中第一层、第二层和芯层渗透有粘结剂。
粘结剂有利地完全渗透第一层、第二层和芯层，使得可渗透的增强结构和辐射衰减材料固持在粘结剂内。粘结剂形成连续的粘结剂基质。
包括辐射衰减材料的一个或多个壁的一部分有利地将穿过该部分的辐射减少到对于x射线检查装置附近的用户而言安全的水平。
每个壁可以包括：包括辐射衰减材料的芯层；包括可渗透的增强结构的第一层，该第一层位于芯层的第一侧上；和包括可渗透的增强结构的第二层，该第二层位于芯层的与第一侧相对的第二侧上；其中第一层、第二层和芯层渗透有粘结剂。一个或多个壁可以完全包封x射线源。
壁可以包括顶面板。
壁可以包括底面板。
辐射发射源的完整机柜、房间或其它容器可以由壳体的壁形成。这可以以扁平包装形式运输，然后在现场装配在一起以形成三维护罩，这有利地改善了运输的便利性。
第一层和第二层的可渗透的增强结构可以包括玻璃纤维或金属长丝或碳纤维或聚对苯二甲酰对苯二胺。
第一层或第二层的可渗透的增强结构可以为任何结构，流体诸如粘结剂可以渗透或透过该结构，并且该结构向第一层和第二层提供强度和弹性。可渗透的增强结构可以为织物、格子、网、穿孔片材或另一种开孔结构。可渗透的增强结构可以有利地包括织物。第一层或第二层或第一层和第二层两者的可渗透的增强结构可以包括织造纤维布、无规取向的短切纤维原丝或布置成垫的连续长丝或长丝阵列。第一层或第二层或第一层和第二层两者可以包括可渗透的增强结构的两个或更多个片材。第一层和第二层涂覆有附加的功能层。功能层具有对面板的表面有利的特性。功能层涂层可以为阻燃的。这还可确保成品产品具有一致的颜色。功能层可以防止静电积聚。功能层可以包括静电放电(ESD)层。功能层可以为凝胶涂层。另选地，功能层可以为涂料。第一层和第二层可以涂覆有多个功能层。每个功能层可以具有对面板的表面有利的一个或多于一个功能。
第一层或第二层或第一层和第二层两者可以包括粘结剂铺展层。粘结剂铺展层可以定位在可渗透的增强结构和芯层之间。第一层或第二层或第一层和第二层两者还可以包括定位在粘结剂铺展层和芯层之间的第二可渗透的增强结构。这有利地意味着第二层具有这样的结构，其中粘结剂铺展层定位在两个可渗透的增强结构层之间。该两个可渗透的增强结构层帮助保持粘结剂铺展层与芯层分离。一个或多个壁的辐射衰减材料可以按体积占粘结剂芯层的65％至90％。一个或多个壁的辐射衰减材料可以按质量占芯层的高达90％。一个或多个壁的辐射衰减材料可以包括具有大于47个统一原子质量单位的原子质量的元素。一个或多个壁的辐射衰减材料可以为重晶石。辐射衰减材料可以为颗粒。颗粒可以具有一系列尺寸。在75％和50％之间的颗粒可以具有落在粒径范围的下50％内的尺寸。一个或多个壁的辐射衰减材料的最大颗粒的直径可以不超过一个或多个壁的芯层的厚度的10％。
一个或多个壁还可以包括附加辐射屏蔽层。一个或多个壁的附加辐射屏蔽层可以被配置为屏蔽低频电磁辐射。一个或多个壁的附加屏蔽层可以是导电网。
根据本发明，x射线辐射屏蔽面板具有比现有辐射屏蔽件更强力、更便宜的优点，并且允许面板的更复杂和精致的设计。
应当清楚，关于一个方面描述的特征部可以应用于本发明的其他方面。具体地，关于第一方面的特征部可以应用于第三方面的一个或多个壁。
附图说明
现在将参照附图仅以举例的方式描述根据本发明的实施方案，其中：
图1为根据本发明的x射线辐射屏蔽面板的一部分的截面视图；
图2为包括附加层的x射线辐射屏蔽面板的另一个实施方案的截面视图；
图3为可形成x射线辐射屏蔽面板的附加机械负载分配层的机械负载分配结构的透视图；
图4为剖切x射线辐射屏蔽面板的透视图，特别示出了作为x射线辐射屏蔽面板中的附加层的机械负载分配结构；
图5为根据本发明的包括由x射线屏蔽面板形成的辐射屏蔽机柜的x射线检查装置的透视图；
图6为彼此相邻的两个x射线辐射屏蔽面板的截面视图；
图7为在图5的辐射屏蔽机柜的背景下彼此相邻的两个相邻的x射线辐射屏蔽面板的截面视图；
图8为在构造根据图1的x射线辐射屏蔽面板的方法中使用的模具的透视图；
图9是用于构造图1的面板的方法的流程图；
图10为图8的模具的分解透视图，其中将图9的所有层和方法放置到模具中；
图11a为在模具已填充有用于形成x射线辐射屏蔽面板的部件之后图8的模具上的真空端口的截面视图；
图11b为在模具已填充有用于形成x射线辐射屏蔽面板的部件之后图8的模具上的树脂输入端口的截面视图；并且
图12是其中模具的一部分在模制过程期间形成成品面板的外层的实施方案的截面视图。
具体实施方式
图1是用于x射线检查装置的x射线屏蔽面板100的截面视图。辐射屏蔽面板包括芯层102、第一层110和第二层120。芯层102夹在第一层110和第二层120之间。芯层包括辐射衰减材料104的集合体，在本示例中，该集合体为重晶石的集合体。
粘结剂106存在于辐射屏蔽面板100的所有层中。粘结剂106是在制造过程期间已经硬化的树脂。在本示例中，粘结剂是Sicomin
重晶石104的集合体包括各种尺寸的颗粒。选择或处理集合体以确保重晶石颗粒的最大尺寸不超过芯层的厚度的10％。这可以通过使辐射衰减材料穿过具有受控的孔尺寸的筛来实现。在本示例中，芯层的厚度为20mm。这意味着重晶石颗粒的最大尺寸为2mm。不存在最小粒径。这确保在整个芯层102中存在相对均匀的重晶石分布，并且具体地，确保存在辐射在遍历面板时必须穿过的最小重晶石路径长度。树脂106按体积仅占芯层102的25％，而芯层102的其余部分是重晶石104的集合体。
第一层110和第二层120都是可购自英国苏格兰的法夫郡Tayport的Lint Road的Tayport Works的Scott和Fyfe的Polymat
辐射屏蔽面板可以包括至少一个其他附加层。附加层可以定位在上文已描述的任何层之间。图2是包括附加层202的图1的辐射屏蔽面板的实施方案的截面视图。在本示例中，附加层定位在Polymat
在一个实施方案中，附加层202是采用导电网形式的辐射屏蔽层。此辐射屏蔽层被配置为反射通常由电子机械发射的低频电磁辐射。
在另一个实施方案中，附加层202是机械负载分配结构层。可以提供机械负载分配结构层，以代替或者补充用于反射低频电磁辐射的辐射屏蔽层。
示例机械负载分配结构300在图3中与面板分开示出，然后在作为辐射屏蔽面板的剖视透视图的图4中作为面板的一部分示出。机械负载分配结构300由钢板制成。
机械负载分配结构包括多个孔302。这些孔允许树脂穿过机械负载分配结构进入相邻层中。机械负载分配结构还包括特征部304。下文将结合如图5所示的x射线机柜来描述特征部304的目的。重晶石的集合体覆盖机械负载分配结构，使得机械负载分配结构的特征部被覆盖。这可以在图4中看出。
用于固持x射线源的x射线机柜可以由此类型的多个面板形成。这在图5中示出。辐射屏蔽面板100形成机柜的壁、顶板和底板。在机柜500内示出作为x射线检查系统的一部分的x射线源502。x射线源是用于检查电子器件的系统和装置(诸如可购自http://www.nordson.com/en/divisions/dage/x-ray-inspection的Dage Quadra系列)的一部分。
机柜的五个侧面由单个x射线辐射屏蔽面板100制成。机柜500的前面具有门布置，该门布置包括两个x射线辐射屏蔽面板504和505。面板504和505具有与其他五个x射线辐射屏蔽面板不同的尺寸和形状。两个面板504和505使用附接至相应面板的铰链508而附接至不同的侧面板。面板504具有唇部，该唇部在门关闭时与面板505互锁。当门关闭时，在两个面板之间形成迷宫式密封。图5所示的机柜在一些面板上具有外部外壳元件。例如，外壳510被示出在顶面板100的顶部上。外部外壳覆盖控制x射线检查系统所需的布线和其他电子器件。
x射线辐射屏蔽面板100可以被制造成具有有助于机柜组装并改善机柜构造的特征部。用于构造机柜的x射线辐射屏蔽面板可以被制造成在其外边缘上具有唇部。相邻面板的唇部以直角互锁。图6示出了具有互锁的唇部602和604的两个面板的截面示意图。此互锁形成迷宫式密封。迷宫式密封防止两个面板之间的任何视线辐射路径或穿过较少量的辐射衰减材料的辐射路径。
形成机柜侧面的各个面板100和两个门部分使用紧固件固持在一起。这些紧固件在面板制造好之后连接到面板。紧固件用于将机柜的各种x射线辐射屏蔽面板100以互锁关系固持在一起，并包括用于面板504和505的特征部诸如门铰链。
需要承受低负载的紧固件(诸如将机柜的两个相邻侧面固持在一起的紧固件)可以连接到x射线辐射屏蔽面板的渗透有树脂的任何层。但是，一些连接，诸如铰链，需要承受更高的负载。如图3和图4所示，包括机械负载分配结构的x射线辐射屏蔽面板100允许连接需要承受更高的负载的紧固件。机械负载分配结构提供强力接触点并分配负载。这允许在x射线辐射屏蔽和紧固件之间建立强力稳固的连接。此类紧固件的示例为铰链，诸如图5的铰链508。铰链被附接成使得它连接到机械负载分配结构。
图3和图4中所示的机械负载分配结构300被成形为容纳所需的紧固件类型。此紧固件类型的示例是特征部304，该特征部是铰链可固定至其的固定点。固定点垂直于面板100的平面延伸。如图4中可见，固定点304位于面板的边缘上以用于附接铰链(诸如图5的铰链508)。铰链508通过固定点304附接到面板100。然后，由附接至铰链的任何物体(诸如门或门部分)引起的外力从固定点304扩散穿过机械负载分配结构300。
图7示出了图5的机柜的侧壁面板和顶面板之间的接合处。两个面板具有与图6所示相同的唇部结构。每个面板包括第一层110、芯层102和第二层120。每个第一层跨过两个面板的芯层的整个范围延伸。但是，每个面板的第二层仅跨过每个芯层的一部分延伸。这允许以提供齐平饰面的方式附接金属外壳结构510。金属外壳结构使用螺钉固定件720固定到面板。因此，两个面板之间的接合处提供迷宫式密封，防止x射线逸出，并具有美学上令人愉悦的饰面。
在面板的制造中，使用模具。图8是模具800在打开并清空时的透视图。模具包括限定空腔的主体部分802和盖803。模具还包括粘结剂或树脂输入端口804和真空端口808。在图8中，端口与模具接合的点是不可见的。但是，示出了从每个端口突出的管。通道806围绕空腔的外部。粘结剂或树脂端口804连接到通道806，使得离开树脂输入端口804的树脂流入通道806中并且围绕主体部分802的外围流动。树脂输入端口804和通道806位于模具的与出口端口808相对的一侧。出口端口808连接到真空泵810。真空泵810从真空端口抽吸空气，因此当被打开时在模具的主体部分802中产生真空。
图9是示出用于制造上述辐射屏蔽面板的方法的流程图。
图10是模具的内容物和置于模具中的层的分解透视图。
第一步骤902是用脱模剂1002处理模具。这有助于在被模制之后移除辐射屏蔽面板。然后，在步骤904中，将凝胶涂层施加到模具。
在步骤906中，将第一Polymat
在步骤910中，类似于第一Polymat
在图10中未示出步骤912的附加层。在此步骤中，诸如用于反射电磁辐射的金属网或机械负载分配结构300的任何附加层也被放置在模具的主体中。这些层对于产生能够吸收x射线的面板不是必需的。它们可以放置在模具中已经存在的任何其它层之间，或作为外层，因此步骤912可以发生在步骤904至步骤910的任何步骤之间。在步骤914，将凝胶涂层施加到模具的顶部表面。
在步骤916中，关闭模具盖803。这压缩了重晶石的集合体，该重晶石的集合体在关闭之前延伸到模具顶部上方。此压缩确保芯层102具有高密度的重晶石。这允许面板被制造得尽可能薄，继而使辐射屏蔽面板的整体厚度和质量最小化。使用盖的均匀压缩还避免集合体中较大的颗粒与较小的颗粒分离，并且有助于确保重晶石在模具内的均匀分布。关闭模具的盖803提供气密密封。然后，可以开始用树脂渗透模具的内容物的过程。
图11示出了在步骤916之后并因此在将所有层放置在模具中且关闭模具之后的模具的一部分的两个截面特写图。
图11a是真空出口端口810的截面特写图，该真空出口端口定位在模具主体的与树脂输入端口808相对的一侧。箭头示出树脂流出模具的方向。在步骤918，打开出口端口808，并打开真空泵810。真空泵810从模具的主体排出空气。真空泵810施加低于大气压的50000Pa和100000Pa之间的压力。
图11b是树脂输入端口804的截面特写图。在步骤920中，在打开出口端口808并且真空泵已被接通之后的短时间内打开树脂输入端口804。这允许在打开树脂输入端口之前排出模具中的空气。树脂沿箭头所示方向流过输入端口。使用的树脂是Sicomin
施加到进入输入端口804的树脂的压力、将树脂推入模具中与由真空泵810提供的真空、将树脂拉向真空端口808的组合促使树脂从通道806移动并渗透模具802的主体中的部件。真空对模具的盖施加力，使得它被在真空端口的方向上拉动。在关闭模具的盖之后，这具有比步骤916处更进一步压缩重晶石集合体的效果。压缩重晶石确保芯层是均匀且致密的。
有两个重要的树脂渗透方向。第一方向是水平横跨模具。第二方向是在从树脂输入端口804和通道806朝向出口端口808的总体方向上竖直穿过模具。此第二渗透方向导致树脂从模具的主体802中的较高层或部件传递到更靠近出口端口808的较低层或部件。
在步骤920之后，终止用树脂渗透模具的内容物的过程。该过程仅在模具的内容物已被树脂完全渗透之后终止。当树脂竖直地完全渗透面板时，它将到达真空泵810所连接的出口端口。在树脂与出口端口808接触几分钟后关闭泵。此延迟确保所有空气从模具中排出。应当防止树脂在此期间进入真空泵810，因为它将对泵造成损坏。可以使用出口端口808上的细网或者通过在出口端口808和模具中的x射线辐射屏蔽面板的组成部分之间放置附加层来防止树脂进入端口。另选地，可以允许树脂渗透到将模具连接到真空泵810的管线中，该管线如图8的812所示。可以在模具和泵之间放置收集罐，以防止树脂进入泵。
在真空泵关闭之前几分钟，树脂输入端口804在阶段922之前关闭。
有必要平衡在竖直方向和水平方向上的渗透，以确保在到达步骤922并终止渗透之前，整个辐射屏蔽面板被树脂完全渗透。例如，如果树脂竖直地铺展过快，则可能存在树脂未到达的模具的区域。为了产生坚固的辐射屏蔽面板，完全渗透很重要。此外，包括重晶石的集合体的芯层的未被树脂完全渗透的任何区域可以在面板的使用寿命期间沉降和压缩。这可以导致在不存在重晶石集合体的情况下在芯层中形成开口的空隙。这些空隙将产生具有较低辐射衰减的辐射路径，因此意味着可能发生辐射泄漏。
在渗透过程开始时，树脂将离开通道806并进入Polymat
在步骤924，将模具加热到70℃，从而加热Sicomin
参照图9所述的方法可以被适配为使得模具的一部分形成成品辐射屏蔽面板的一部分。如果模具的一部分未涂覆脱模剂，则粘结剂可以牢固地粘附到模具的该部分，然后模具的该部分形成面板的外层。这在一些情况下可能是有益的。例如，当面板将形成x射线屏蔽罩壳的门时，具有由金属片形成的外层提供用于附接固定件和门把手(诸如铰链)的便利结构。
图12是x射线屏蔽面板的结构的截面视图，其中模具的下部部分形成成品面板的一部分。模具的上部部分由柔性片材形成，该柔性片材由聚乙烯形成。模具1200的下部部分由钢制成并且包括基板和侧壁。首先将第一层Polymat
薄金属片1250铺设在第二层Polymat
然后，如参照图9所述的过程，将输出端口连接到真空泵，并且将粘结剂输入端口连接到树脂供应源。首先接通真空泵。这从模具中排出空气并且将柔性片材1210向下抽吸抵靠模具的内容物，从而压实颗粒状重晶石并且确保模具的所有部分均被填充。然后打开树脂输入端口，并在大气压下通过树脂输入端口引入树脂。如参照图9所述，通过真空泵将树脂抽吸通过模具，然后进行渗透处理以及固化和后固化步骤。然后将柔性片材1210从成品面板移除并丢弃。
可以附加地或另选地屏蔽不同于x射线的类型的电离辐射的面板可以通过向颗粒状材料中添加有效衰减该类型的电离辐射的材料来制备。在注入树脂之前，通过将颗粒状氮化硼添加到图1所示的面板中的颗粒状材料中可以制成屏蔽面板以屏蔽中子辐射。另选地，可将一层颗粒状氮化硼作为单独的层添加到重晶石。氮化硼层可以定位在重晶石和其中一个Polymat
例如，可以保护使用者免受中子辐射的这种类型的面板可以用于医疗环境中并且包围中子显微镜。可能期望制造大于上述x射线屏蔽面板的中子辐射屏蔽面板。然而，制造过程基本上相同，并且颗粒或氮化硼的尺寸优选地类似于重晶石颗粒的尺寸。为了产生较大的面板，可能期望减小模具上的压差以增加渗透时间。另选地，可以使用多个树脂输入端口和/或多个输出端口。
机译： 粘合剂渗透电离辐射屏蔽板，电离辐射屏蔽板的构造方法和采用这种面板的X射线检测系统
机译： 粘结剂渗透的电离辐射屏蔽板，电离辐射屏蔽板的构造方法和X射线检查系统
机译： 粘合剂渗透电离辐射屏蔽板，电离辐射屏蔽板的构造方法以及采用这种板的X射线检查系统
