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1、防輻射鉛門X射線屏蔽材料:X射線的衰減與它和物質(zhì)的相互作。這些相互作用主要包括光電效應(yīng)、康普頓散射、電子對生成。它們的作用幾率分別與物質(zhì)原子序數(shù)的4次方、一次方、二次方成正比關(guān)系。因此,X射線能量在一定范圍內(nèi)時,物質(zhì)的原子序數(shù)越高,它對X射線的衰減就越有效。目前,鉛防護門對X射線的屏蔽主要使用鉛材料。
2、中子屏蔽材料:中子的衰減包括兩個階段:一是快中子慢化;二是熱中子吸收。由前述可知,加速器機頭處的泄漏中子、散射中子,其平均能量多在幾兆電子伏左右,再經(jīng)過迷路的幾次衰減,在防護鉛門處,已基本上是熱中子了。因此,鉛防護門設(shè)計只需針對幾兆電子伏以下的快中子和熱中子來選擇屏蔽材料。
幾兆電子伏以下的快中子的慢化,主要靠與氫原子核的彈性碰撞。因此,可以選擇氫做為慢化材料。熱中子能被所有物質(zhì)吸收,但并不是任何一種物質(zhì)都能用來吸收熱中子,因為許多物質(zhì)吸收熱中子時,伴有高能的r輻射,給防護帶來了困難。同時,每種材料的熱中子吸收截面也不一樣,防護鉛門設(shè)計所需的屏蔽材料必須同時具有吸收截面大的特點。例如,氫是幾兆電子伏以下的快中子慢化材料,其俘獲y輻射能量也很低,但它對熱中子吸收截面較小,也不能單獨作為防護門的中子屏蔽材料。硼和銼的熱中子吸收截面大,而且這兩種原子核吸收熱中子后,放出的是貫穿能力最差的a粒子,很容易被屏蔽掉。因此,在富含氫的材料里加入硼或鍬例如含硼聚乙烯、含硼石蠟翔成為目前防護門設(shè)計中最常用的中子屏蔽材料。
3、防輻射鉛門屏蔽材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法:針對X射線和中子的屏蔽,防護鉛門屏蔽材料的結(jié)構(gòu)安排在文獻上大致有兩種報道,一種是將鉛板置于含硼石蠟的內(nèi)側(cè),即迷路方向,似乎是考慮到了先使快中子慢化,然后用含硼石蠟對熱中子進行吸收。但這種結(jié)構(gòu)安排忽略了到達防護門處的中子基本上是熱中子的事實,不需用鉛板先進行慢化。而且,這種結(jié)構(gòu)安排也不能屏蔽俘獲y輻射。另一種結(jié)構(gòu)安排與之相反,是將鉛板置于含硼石蠟的外側(cè),這種結(jié)構(gòu)安排能夠很好的吸收熱中子和屏蔽X射線、俘獲r輻射,因此被認為是合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。