Повышение защитных свойств низкосортной древесины путем пропитки и уплотнения

• Автор: Белоногова, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Некоторые сведения о нейтронных потоках и требования к защитным материалам
1.2. Существующие материалы для защиты от нейтронных потоков
1.3. Анализ возможности использования древесины для
защиты от нейтронных потоков
1.4. Анализ способов получения древесных материалов
для защиты от нейтронных потоков
1.5. Выводы и задачи исследований
2. Теоретические исследования способов увеличения защитных свойств древесного материала
2.1. Некоторые сведения о взаимодействии нейтронных потоков с водородосодержащими материалами
2.2. Сведения о капиллярно-пористой структуре древесины
2.3. Сущность процесса пропитки древесины боросодержащими веществами
2.4. Теоретическая модель пропитки древесины в поле
центробежных сил
2.5. Выводы к теории пропитки
3. Методика экспериментальных исследований
3.1. Методика планирования и проведения экспериментальных исследований пропитки древесины раствором борной кислоты
3.2. Методика обработки экспериментальных исследований по пропитке древесины
3.3. Методика проведения экспериментальных исследований по определению физико-механических характеристик пропитанной раствором борной
кислоты уплотненной древесины
3.4. Методика обработки экспериментальных данных при исследовании физико-механических характеристик модифицированной древесины
4. Результаты экспериментальных исследований повышения защитных свойств низкосортной древесины
4.1. Исследование процесса пропитки древесины раствором борной кислоты
4.2. Исследование физико-механических характеристик модифицированной древесины
4.3. Исследование защищающей способности пропитанных раствором борной кислоты и уплотненных образцов древесины при воздействии потоков
нейтронов
5. Технико-экономические и технологические результаты
применения нового материала
5.1. Конструктивное оформление нового материала
5.2. Технологическая схема организации производства защитного материала из древесины
5.3. Экономическое обоснование применения центробежной пропитки древесины для создания нейтро-но-защитного материала
Заключение
Литература
Приложения

Введение
Для защиты от нейтронных потоков применяется целый ряд уже апробированных материалов [38], [51], [54]. Но задачи, связанные с дальнейшим совершенствованием мероприятий по радиационной безопасности, проектированием и созданием новых защит, обуславливают постановку вопроса о поиске новых материалов, их сочетаний с уже известными защитными материалами и о повышении эффективности такого поиска.
Защитные материалы, применяемые в настоящее время, имеют ряд существенных недостатков, а некоторые, имевшие широкое применение, такие как, «Ыегсор» запрещены к использованию.
Требования, предъявляемые к защитным материалам, неоднократно сформулированы в специальной литературе [6], [15], [74]. Не перечисляя их всех, следует отметить, что для защиты от нейтронных потоков малых и средних энергий широко и эффективно используются бориро-ванные вещества и материалы с высоким содержанием водорода [13], [16], [22], [39], [59]. Именно атомы водорода и бора являются лучшим препятствием глубокого проникновения нейтронов в вещество. На атомах водорода и бора происходит максимальная потеря энергии нейтронов. Кроме этого борирование древесины повышает ее био- и огнестойкость.
Сравнительные исследования способов введения бора в древесину позволяют утверждать, что наиболее рационально осуществлять этот процесс путем пропитки древесины боросодержащими препаратами. Причем наиболее равномерно атомы бора распределяются при сквозной пропитки встречно-центробежным способом.
Анализируя литературные источники, посвященные проблеме защиты от нейтронного излучения, можно сделать вывод, что древесина и древесные материалы, содержание в единице объема не меньшее, а часто и большее количество атомов водорода, чем традиционно исполь-

весину, без подогрева, подвергают прессованию при начальном давлении 2 МПа и конечном давлении 8 МПа.
Прессованную древесину сушат в пресс-формах до 7% влажности. Этот метод прессования нуждается в повышении требований к герметичности установок для пропитки, весьма длительны процессы пропитки и сушки. При этом методе отмечена повышенная токсичность получаемого материала. Все перечисленное выше является недостатками данного метода (разработан Институтом химии и радиального исследования АН Латвии).
1.5. Выводы и задачи исследований
Из анализа свойств существующих защитных материалов можно сделать вывод о том, что для экранирования нейтронных потоков с энергией Е < 10 МэВ следует использовать борированные материалы с высоким содержанием водорода. Одним из таких материалов может быть древесина.
Для обеспечения сопоставимости защитных характеристик древесины и известных защитных материалов необходимо модифицировать древесину путем уплотнения и равномерно по всему объему пропитки боросодержащими препаратами.
Выбор способа уплотнения не влияет на защитные свойства модифицированной древесины и определяется условиями технологического процесса изготовления защиты.
Из анализа используемых способов и оборудования для пропитки древесины видно, что отечественное производство базируется либо на сложных и дорогих способах пропитки древесины, либо на конструктивно легко осуществимом, дешевом, но малопроизводительном способе замачи-