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材料导报A:综述篇
2011年8月(上)第25卷第8期
水泥基防辐射材料的研究进展
姜忛,李东旭
(南京工业大学材料科学与工程学院材料化学工程国家重点实验室,南京210009)
摘要核技术的迅猛发屐和广泛应用促进了众多行业的繁荣,但同时对环境和人类健康造成了极大的威胁,
安全性问题一直是制约其进一步发展的关键。总结了核辐射的危害和来源,从骨料和掺合料的角度详细介绍了国内
外水泥基防辐射材料的研究进展,介绍了几种主要原料的应用,并分析了目前存在的一些问题。
关键词防辐射混凝土.砂浆
Research Progress in Cement-based Anti-radiation Materials
JIANG Fan, LI Dongxu
(State Key Iaboratory of Materials-oriented Chemical Engincering, College of Materials Science and Engineering
Nanjing University of Technology, Nanjing 210009)
Abstract The quick development and wide use of nuclear technology promote development of many industries
but it greatly threatens the environment and human health, and the security issue had been a key that constrainted to
its development. The origin and harm of nuclear radiation are summed up, and the present research situation of anti
radiation materials of cement-based is detailed. The main raw materials is introduced, and the problems present in the
research are analyzed
Key words anti-radiation, concrete, mortar
0前言
子流的防护?。而γ射线穿透能力强门,通常通过高密度建
筑材料时其能量逐渐被减弱,达到一定密度和厚度时可完全
核技术自诞生以来便得到迅速的发展,目前已在核电、被吸收。中子射线是由不带电荷的微粒组成,具有高度的
军事、教育、科研和医疗等众多领域得到了广泛的应用,然而穿透能力,可分为快速、中速和慢速中子,其中的快速中子的
其核辐射的安全间题一直是困扰其进一步发展的关鍵。水屏蔽减速可通过与重原子核的碰撞来实现,而中速中子和
泥基防辐射材料是目前使用最广泛的射线防护材料21,主慢速中子只有轻元素如氢、硼原子才可吸收?。所以用于屏
要包括防辐射混凝土和防辐射砂浆。防辐射混凝土又称为蔽γ射线和中子流的混凝土和砂浆不仅要具有较大的表观
屏蔽混凝土或重混凝土等,主要用于制作核反应堆的内外壳密度,而且还应含有足够数量的结晶水或轻元素。目前国
以及核废料的固化处理,能有效屏蔽原子核辐射,它作为内外水泥基防辐射材料技术主要采用磁铁矿石、褐铁矿石或
最重要的防护材料在很多国家都得到了大力发展;而防重晶石作粗细集料,同时引入充分数量的结晶水和含硼、锂
編射砂浆属于特种干粉砂浆的一种,主要用作辐射剂量较低等轻元素的化合物2,或者掺加矿物摻合料,降低水灰比来
设施和防辐射混凝土墙的抹面材料,是在最近几年才逐渐应提高材料的密实性,该方法是目前使用最广泛的一种,其
用到工程中。但随着人们对工程质量、环保要求的不断提高特点是密度高的粗细集料可以屏蔽γ射线,含轻元素的化合
及干粉砂浆技术的逐渐成熟,防辐射砂浆肯定有着广阔的发物能有效捕捉中子且不形成二次γ射线,射线屏蔽性能优
展前景。
良
1核辐射及水泥基防辐射技术
但是由于采用密度大的材料作集料,易离析,易开裂,施
工性能差,因此,对于建材行业来说,开发研究新型、经济、安
所谓的原子核辐射是指a、B、Y射线和中子流的辐射,这全合理的水泥基防辐射材料,具有重大战略意义和深远的社
些辐射能够诱发癌症、白血病和多发性骨髓癌、恶性肿瘤、不会意义
育症、流产和生育缺陷等多种人类绝症以及引起植物的基因
变异,严重危害农作物的生长,而且由于其潜伏期长,短时间
原料选择
内很难发现。但由于a、B射线穿透力较低,易被吸收,因此
应用于水泥基防辐射材料的原料应选取减弱快、产生次
原子反应堆和加速器的防护问题主要归结为对γ射线和中级辐射影响小的材料,应具有良好的结构力学性能和机械加
兴国家“十ー五”支撑项目(2006BAJO4A0405)
姜帆:男,硕士研究生E-mail:finei(@126.om李东旭:通讯作者,男,博导E-mail:dongxi(cnut.edu.cn