МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Российский патент 1996 года по МПК G21F1/10 

Изобретение относится к материалам для защиты от радиоактивного воздействия и может быть использовано в ядерноэнергетических установках, на радиохимических предприятиях по выработке и переработке изотопов, в производстве контейнеров для перевозки и хранения изотопов и радиоактивных отходов, защиты отдельных специальных помещений /рентгенокабинетов, рентген- и гамма-дефектоскопических камер/ и т.п.

Известны защитные материалы от воздействия рентген- и гамма-излучения, состоящие из тяжелых металлических конструкций /свинец, сталь/ и от воздействия нейтронов /легкие элементы бор, литий, гидриды металлов, водородсодержащие жидкости и органические полимеры//1/. Каждый вид защитного материала наряду с преимуществами, имеют и существенные недостатки /технологические в изготовлении или по эксплуатационным характеристикам/.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является радиационно-защитный материал на основе полистирольной полимерной матрицы и свинецсодержащего органического наполнителя /2/.

К недостаткам известного материала следует отнести его низкую термостабильность. Это вызвано тем, что температура плавления свинцовых солей жирных кислот составляет 80-115^oС, а температура текучести полистирольной матрицы около 200^oС.

В результате высокого градиента температур плавления наполнителя и полимера в известном материале при его нагревании выше 80^oС, в структуре материала наблюдается микроликвиция и значительные внутренние напряжения, что приводит к увеличению неоднородности материала.

Техническим результатом изобретения является получение радиационно-защитного теплостойкого материала.

Технический результат достигается тем, что материал для защиты от радиоактивного воздействия, включающий полистирольную полимерную матрицу и свинецсодержащий органический наполнитель, содержит в качестве наполнителя высокодисперсный полиэтилсиликонат свинца и дополнительно пластифицирующую добавку стеарат кальция или гидрофобный мел, при следующем соотношении компонентов, мас:
полистирол 10-30
полиэтилсиликонат 68-89
стеарат кальция или гидрофобный мел 1-2
Полиэтилсиликонат свинца получают соосаждением из дешевого и широко распространенного в строительстве водного раствора алкилсиликоната натрия водным раствором нитрата свинца.

Образующийся в осадке алкилсиликонат свинца отделяют от раствора, декантируют водой от щелочи, высушивают при 150- 170^oС и диспергируют в шаровой мельнице до размера частиц 1-5 мкм.

Готовый наполнитель представляет собой высокодисперсный гидрофобный /не смачивается водой и хорошо совместимый с неполярными полимерными матрицами/ порошок полиэтилсиликоната свинца белого цвета с объемной массой около 1000 кг/м³, т.е. практически совпадающей с плотностью полимерного термопласта. В пересчете на элементарный химический состав содержание свинца в металлополимере составляет 75% Возгонка свинца из полиэтилсиликоната свинца возможна только в расплаве при температуре выше 950^oС.

Используемый стеарат кальция является пластификатором в процессе формирования композиционного термопласта и повышает гидрофобность готового материала. Стеарат кальция легко получают при взаимодействии хлорида кальция со стеаратом натрия. Взамен стеарата кальция можно использовать эквивалентный по свойствам тонкодисперсный гидрофобный мел.

Материал для защиты от радиактивного воздействия готовят следующим образом.

Проводят сухое смешение порошкообразных компонентов полистирола марки ПСЭ-1, полиэтилсиликоната свинца и стеарата кальция на лопастном смесителе в течение 3-4 мин, с последующим формованием на шнековом пластикаторе фирмы НПО "Пластик". Режим формования: температура 200^oС, давление 150 МПа.

Примеры составов радиационно-защитных материалов приведены в табл.1.

Свойства радиационно-защитных полимерных материалов представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что радиационное защитные свойства нового материала в 8-30 раз выше при Е 60 кэВ и в 1,5-4 раза выше при Е 145-662 кэВ, чем в известном материале. Теплостойкость выше в 1,7-1,8 раза. Выбор оптимального состава защитного материала обусловлен стабильной и высокой предельнодопустимой дозой гамма-облучения и прочностью материала при растяжении.

Новый материал позволит расширить номенклатуру радиационно-защитных полимерных материалов. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3

Использование: для защиты от радиоактивного воздействия. Сущность изобретения: материал содержит, мас. %: полистирол 10 -30, полиэтилсиликонат свинца 68-89 и стеарат кальция или гидрофобный мел 1-2.

Материал для защиты от радиоактивного воздействия, включающий свинецсодержащий органический наполнитель и полистирольную полимерную матрицу, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют высокодисперсный полиэтилсиликонат свинца и материал дополнительно содержит стеарат кальция или гидрофобный мел при следующем соотношении компонентов, мас.

Полистирол 10 30
Полиэтилсиликонат свинца 66 89
Стеарат кальция или гидрофобный мел 1 2