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[科普中国]-贫铀屏蔽

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贫铀屏蔽是指全部或部分用贫铀制成的屏蔽体。金属铀吸收γ辐射能力强、热传导性能好、熔点高、强度大、易于加工,因此很适于作强γ辐射发射体的运输容器(如乏燃料元件运输容器),其重量和体积都比铅和铁制的小,可以节省运输和处理费用。但贫铀比较贵,应根据加工、运输、处理等费用综合考虑后决定是否值得采用。

贫铀屏蔽是指全部或部分用贫铀制成的屏蔽体。

屏蔽一种利用物质材料或装置使某一特定空间的本底辐射减弱或消除,或者使本底辐射对测量结果的影响 减弱或消除的方法。

在辐射测量中,屏蔽可分为物质屏蔽和活屏蔽(ac-tive shield)。

物质屏蔽是利用吸收截面大、放射性含量低的材料来包围某一特定空间,使本底辐射的全部或大部分不能进入该空间。

所谓活屏蔽是相对物质屏蔽而言的,它是采用适当的探测器和电子系统来减少本底辐射的影响。如反符合屏蔽,一般是利用两个或两个以上的探测器和反符合选择器来减少或消除本底辐射的影响;又如用组合探测器(如采用叠层闪烁体)和波形选择器来减少和消除本底。1

屏蔽法一种用来减小或消除核辐射和电磁脉冲辐射的方法。

对电磁脉冲辐射的屏蔽,是将系统或子系统加上一个无缝隙的金属外罩。选择电磁性能合适的材料,做成具有一定厚度和合理的几何形状的外罩。根据电磁脉冲频率的不同,外罩可把磁场或电场衰减到规定的数值;或者是把交叉场的转移阻抗(导纳)衰减到规定的数值。

对核辐射的屏蔽比较复杂。带电粒子辐射的贯穿能力差,容易屏蔽。不带电荷的辐射的贯穿能力强,如,中子和γ射线,对其屏蔽比较困难。单独屏蔽一种辐射,可适当选择高密度(防γ射线)的物质或慢化吸收截面大的材料(防中子),做成适当厚度的屏蔽层,其几何形状要求能挡住辐射即可。保护层内的电子系统,可不受或少受核辐射损伤。在γ射线和中子都有的混合辐射场中,屏蔽更难,屏蔽层要用防γ射线和防中子的两种材料的混合夹层。屏蔽14MeV中子,采用先慢化后吸收的方法比较有效。

至于静电屏蔽,是专指防一种带电粒子的屏蔽。把屏蔽壳层做成与粒子电荷同极性的一个带电壳层,即建立一个位垒使带电粒子辐射不易穿过。这种方法用得较少。

屏蔽法加固,对整个电子系统、设备或仪器都适用;对易损的子系统或零部件也适用。1

贫铀屏蔽金属铀的密度高达18.7-19.08t/m3,原子序数Z=92、吸收γ辐射能力强、热传导性能好、熔点高、强度大、易于加工,因此很适于作强γ辐射发射体的运输容器(如乏燃料元件运输容器),其重量和体积都比铅和铁制的小,可以节省运输和处理费用。但贫铀比较贵,应根据加工、运输、处理等费用综合考虑后决定是否值得采用。

贫铀虽带有轻微的放射性,但对使用没有多大影响。在机械加工时应特别小心,它会自燃,若铀粉末进入人体内,会因毒性和内照射危害人体。另外,铀在空气中会氧化腐蚀,应采用加包壳或添加少量合金元素的办法加以保护。铀中加2%钼制成合金,可改善抗腐蚀性和机械性能,而密度降低不大。1

本词条内容贡献者为:

宋培峰 - 高级工程师 - 环境保护部核与辐射安全中心