Особо тяжелые композиты на основе жидкого стекла для защиты от радиации

• Автор: Козлов, Юрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 167 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РАДИОАКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1. Ионизирующие излучения и требования к материалам

защиты

1.2. Бетоны на минеральной основе, применяемые в защитных конструкциях

1.3. Использование металлов для защиты от радиации

1.4. Радиационная стойкость полимерных материалов

1.5. Действие радиации на стекло

Заключение по главе 1

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Применяемые материалы и их характеристики
2.2. Методы исследования и аппаратура .
2.3. Статистическая обработка результатов экспериментов
ГЛАВА 3. ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ И ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА
3.1. Подбор состава и особенности технологии изготовления
композитов .
3.2. Физикомеханические свойства композитов
3.3. Усадочные деформации .
3.4. Деформативные свойства композитов
3.5. Теплопроводность .
ВЫВОДЫ .
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ .
4.1. Исследование структуры композиционных материалов рентгеновским методом
4.2. Исследование структуры композиционных материалов методом инфракрасной спектроскопии
4.3. Исследование структуры композиционных материалов с помощью термических методов анализа
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА
5.1. Водопоглощение и водостойкость .
5.2 Истираемость и сопротивление ударным нагрузкам
5.3 Защитные свойства и радиационная стойкость
ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Замедление быстрых нейтронов высоких энергий до средних энергий интенсивно производится элементами, обладающими способностью неупругого рассеяния нейтронов. К их числу относятся, например, барий и железо [4]. Замедление нейтронов средних энергий до малых энергий интенсивнее осуществляется легкими элементами. Хорошим замедлителем является вода [], и,в частности, содержащийся в ней водород. Водород не только замедляет, но и захватывает медленные нейтроны. Поэтому наличие водорода в материале, предназначенном для защитного сооружения, является весьма желательным. К числу эффективных элементов для захвата и поглощения медленных нейтронов относятся так же бор, литий и кадмий. Расчет защиты для ослабления и поглощения нейтронного излучения производится в основном по тому же принципу, что и при защите от у - излучения. Ы = (1. Гамма-лучи представляют собой поток электромагнитных волн, испускаемых ядрами атомов. Они отличаются от лучей видимого света длиной волны. Диапазону длин волн /- лучей соответствует диапазон энергий фотонов от десятков тысяч электронвольт до нескольких мегаэлектронвольт. При прохождении у - лучей через вещество ослабление происходит в результате ряда процессов, важнейшими из которых являются следующие: фотоэффект, рассеяние на свободных электронах или эффект Комптона и явление образования пар электронов и позитронов. Наряду с этими явлениями происходят и другие, например, когерентное рассеяние и ядерный фотоэффект, однако их роль в ослаблении потока у - лучей незначительна. Как известно, защитные свойства материалов характеризуются линейным коэффициентом ослабления пучка у - квантов. МэВ/см2-с; е - основание натурального логарифма. Линейный коэффициент ослабления зависит от плотности вещества и порядковых номеров элементов, из которых состоит вещество. Л - длина волны у - кванта; к —эмпирический коэффициент. Таким образом, чем выше плотность поглотителя и больше порядковый номер элементов, из которых состоит поглотитель, тем выше будут его защитные свойства [3,4,,2]. В тех случаях, когда толщина защиты по условиям технологии не ограничена, оптимальным вариантом оказываются защиты из местного материала. При этом низкие защитные свойства материалов компенсируются габаритами защитных сооружений [2,5]. Химический состав и параметры ослабления некоторых материалов приведены в табл. В случае, когда по технологическим условиям толщина защитного экрана ограничена или должна быть выполнена минимально возможной вне зависимости от стоимости и других технико-экономических характеристик, применяются материалы, наиболее эффективные по своему химическому составу или плотности, - свинец, сталь, чугун, особо тяжелые бетоны - магнетитовый, гематитовый, бетоны на чугунном или стальном ломе и др. Таблица 1. П Наименование Средняя плотность кг/М3 Содержание химических элементов, кг/м3 Коэф ты ослабл и у-излучений с . Многие из этих требований в значительной мере взаимно противоречивы. Поэтому при выборе строительного материала для сооружения защиты от излучений должны быть тщательно взвешены все техникоэкономические преимущества и недостатки различных материалов. Предпочтение должно быть отдано материалам, обладающим свойствами, решающими для данной конструкции и условий строительства. В радиационной защите наибольшее распространение по сравнению с другими строительными материалами получили бетон и железобетон на минеральной основе, поскольку применение различного рода добавок и заполнителей позволяет модифицировать физико-механические свойства, оказывающие решающее воздействие на эффект ослабления излучения [,3]. Обычные бетоны на портландцементе. В качестве основного вяжущего для защитных бетонов применяется портландцемент, марка которого выбирается из условия обеспечения заданной прочности бетона. Выбор заполнителя определяется требованиями, предъявленными к бетону местными условиями и технико-экономическими показателями. Для обычного тяжелого бетона крупный заполнитель (5- мм) может быть получен из различных горных пород: эффузивных и интрузивных магматических, силикатных и карбонатных осадочных, а также метаморфических.