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中子俘获反应钨屏蔽件

什么是中子俘获反应钨屏蔽件?

中子俘获反应是中子在与原子核相互碰撞后,被核所吸收并发出伽马射线的过程。在有些情况下亦会导致核的β衰变或裂变。当一个中子挤进原子核这个球体时,通常称为中子俘获,是一种中子核反应,在研究核结构和核反应机制及核能利用中占重要地位。中子俘获反应会发出大量的伽马射线或X射线,具有危害性。保护相关工作人员的安全,保护环境不受危害,中子俘获反应钨屏蔽件能在中子俘获过程中使用,以保护相关工作人员的安全,保护环境不受危害。

中子俘获反应钨屏蔽件应用

由于钨屏蔽件高密度,高辐射屏蔽性,其材料 兼具无毒环保性常被应用于制造中子俘获反应钨屏蔽件。中子被核俘获后形成复合核,然后通过放出一个或多个伽马光子退激的反应,记作(n,γ)。释放的伽马射线的总能量等于复合核的激发能。此外,(n,γ)反应还是生产核燃料、超铀元素等的重要反应。例如通过反应(式中为反中微子)可以生成核燃料钚Pu。由此,钨屏蔽件可作为生产核燃料设备的辐射防护装置,应用于核燃料研究及生产领域。 对中子俘获反应的屏蔽,最好是用钨材料,钨是高密度金属材料,密度越高对中子的屏蔽效果越好,因此10cm厚度的钨合金材料对中子的屏蔽可达93%,足见其效果显著,是中子俘获反应钨屏蔽件的最佳选择。中子俘获反应钨屏蔽件作为中子辐射的屏蔽材料可在选择性肿瘤放射治疗,核工业,空间和航空航天工业,以及高可靠性爆炸 物工业中应用,也可在无破坏性探测中应用,在不破坏物体的情况下,探测管道焊缝,及探测集装箱内物品。

中子俘获反应钨屏蔽件优势

和传统的屏蔽材料,比如铅和碳化硼相比,相同重量的屏蔽件,体积更小的钨屏蔽件,密度却更高。和同等重量的铅屏蔽件相比,钨屏蔽件的体积只有铅的 1/3,但高密度性使其拥有和铅相当的射线吸收能力。重量确定下来之后,密度更高,钨合金的厚度却更薄。由于钨合金的高密度,使得钨防辐射容器的厚度更薄,但射线吸收能力更高。钨合金材料兼具环保性,与有毒的铅材料相比,钨屏蔽件对环境及人体没有危害性。这就是钨成为屏蔽件的最佳原材料的原因。

进行屏蔽设计时,可根据要求屏蔽层达到的总的减弱倍数计算屏蔽材料的厚度。
公式:K=e0.693 d / △1/2
K:屏蔽层的总减弱倍数
△ 1/2:该屏蔽材料的半值层值
d:屏蔽层厚度,其单位同半值层厚度,需要将半值层的质量厚度换算成材料的厚度时,再除以材料的密度即可得到。

 

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