关键词:
抗核辐射涂层
金属基材
陶瓷材料
核辐射防护
摘要:
目的评估不同金属基材与涂层组合对抗核辐射的效果,探讨无铅和少铅陶瓷涂层在核辐射防护中的应用潜力,为开发环保高效的核辐射防护材料提供科学依据。方法选择铝、铜、不锈钢和钛四种金属基材配合少铅、无铅、复合和纳米陶瓷涂层,使用喷涂法制备样品,并在80 kV、120 kV、160 kV X射线和137Csγ射线条件下分别测量不同材料的透射剂量率(I)和光子衰减率(μ),计算铅当量以评估屏蔽效果,并对数据进行Pearson相关分析判断数据之间的线性关系。结果在80 kV X射线条件下,在大多数样品中I与μ之间存在正相关性,铅当量与μ之间存在强正相关性。在120 kV X射线条件下,无铅陶瓷涂层样品B2和C2的I均较低,分别为520μSv/h和510μSv/h,而两者μ均较高,分别为0.70 mm^(-1)和0.72 mm^(-1),表明无铅陶瓷涂层样品的屏蔽性能较强,而少铅陶瓷涂层样品D1的I最高,达到710μSv/h,μ为0.35 mm^(-1),铅当量为0.23 mmPb,提示较差的衰减效果。在160 kV X射线条件下,所有样品的I普遍较高,相关系数集中在0.60到0.79之间,说明所有样品表现出较高的I和μ,且μ的增加直接影响I的增加。在137Csγ射线条件下,与X射线相比γ射线的I普遍较低,而μ普遍较高。无铅陶瓷涂层样品B2在137Csγ射线条件下的I为500μSv/h,μ为0.76 mm^(-1),铅当量为0.50 mmPb,表明其对γ射线有较强的衰减作用。相比之下,少铅陶瓷涂层样品D1的I为690μSv/h,μ为0.40 mm^(-1),铅当量为0.26 mmPb,显示对γ射线的透过性较好且衰减效果较弱。结论无铅陶瓷涂层在实验条件下表现出优越的辐射防护能力,尤其对高能X射线和γ射线的屏蔽效果优于传统少铅涂层。