Эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений

Авторы патента:

G21F1/10 - органические вещества; дисперсии в органических носителях

Владельцы патента RU 2364963:

Воронин Сергей Дмитриевич (RU)
Поляков Андрей Николаевич (RU)

Изобретение относится к материалам для защиты от радиационных излучений, которые могут быть использованы для создания защитной одежды, экранов, облицовки и других изделий. Эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений состоит из связующего и наполнителя - порошкообразного вольфрама или оксидов тяжелых металлов. Связующее выполнено из термопластичного полиуретана. Этого полиуретана в защитном материале содержится 10,0…80,0 мас.%, а остальное - указанный вольфрам или оксиды тяжелых металлов. Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств материала и его основных технических характеристик, упрощение технологического процесса производства материала и различных из него изделий, расширение температурного диапазона применения материала. 2 табл.

Изобретение относится к материалам для защиты от радиационных излучений, которые могут быть использованы при создании защитной одежды, экранов, облицовки и других изделий.

Известен эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений, содержащий связующее и наполнитель - порошкообразный вольфрам или оксиды тяжелых металлов (патент РФ №2030803, G21F 1/10, 1995 г. - ближайший аналог). При этом в качестве связующего в материале используются в основном каучуки.

Недостатками ближайшего аналога являются:

- недостаточно высокие защитные свойства материала;

- изготовление из материала различных изделий возможно лишь путем склеивания или литья их составных элементов;

- наличие этапа вулканизации в процессе производства материала;

- использование в материале различных добавок для упрощения технологического процесса и повышения термоокислительной стабильности материала;

- ограниченность применения материала при низких температурах.

Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств материала и его основных технических характеристик, упрощение технологического процесса производства материала и различных из него изделий, расширение температурного диапазона применения материала.

Этот результат в эластичном материале для защиты от рентгеновского и гамма-излучений, содержащем связующее и наполнитель - порошкообразный вольфрам или оксиды тяжелых металлов, достигается тем, что связующее выполнено из термопластичного полиуретана при следующем соотношении компонентов: термопластичный полиуретан 10,0…80,0 мас.%, остальное - порошкообразный вольфрам или оксиды тяжелых металлов.

Эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений, как указано выше, содержит термопластичный полиуретан и порошкообразный вольфрам или оксиды тяжелых металлов.

Выполнение связующего из термопластичного полиуретана дает возможность повысить основные характеристики материала, его эластичность, прочность, стойкость к внешним атмосферным факторам, упростить технологию производства самого материала и различных из него изделий, расширить температурный диапазон использования материала.

Эластичный материал, в отличие от прототипа, может свариваться тепловой сваркой и ультразвуком, что существенно упрощает технологию производства из него изделий, особенно больших размеров и сложной формы. Кроме сварки, заявленный материал также хорошо клеится. Он может использоваться повторно.

Эластичный материал получают следующим способом.

Гранулы термопластичного полиуретана и оксидов тяжелых металлов в необходимом соотношении смешивают друг с другом. Затем полученную смесь подают в планетарный экструдер, в котором при температуре плавления термопластичного полиуретана она плавится. После этого расплав подают в каландр, где получают пленку заданной толщины и ширины.

Основные свойства эластичного материала представлены в таблице 1.

Использование наполнителя - порошкообразного вольфрама или оксидов тяжелых металлов обеспечивает получение высоких защитных свойств заявленного эластичного материала. Эти свойства, полученные в результате обработки проведенных испытаний, оценивались линейным коэффициентом ослабления гамма-излучения пластин, изготовленных из заявленного эластичного материала. Указанный коэффициент ослабления представляет собой отношение измеренных доз изучения, полученных между источником излучения и детектором дозиметра-радиометра при отсутствии и наличии образца.

Таблица 1
Основные свойства материала
№№	Свойства материала	Показатели
1	Удельная масса, кг/м³	4900
2	Полезная ширина, см	150
3	Прочность на разрыв, МПа	90…200
4	Удлинение при разрыве, %	350…370
5	Температурный диапазон использования, °С	-70…+110
6	Маслобензостойкость	Стоек
7	Технологичность	Сваривается теплом, ультразвуком, клеится
8	Эластичность (число перегибов), килоциклов	100…300

Значения этого линейного коэффициента ослабления в зависимости от толщины пластин и мощности источников излучения представлены в таблице 2.

Таблица 2
Линейный коэффициент ослабления гамма-излучения пластин
Изотопы	Толщина пластин, мм
0,35	0,7	1,05	1,4	1,75	2,1	2,45	4,65
Со - 60	1,001	1,003	1,011	1,021	1,027	1,039	1,056	1,123
Cs - 137	1,014	1,028	1,042	1,058	1,069	1,085	1,101	1,214
Ir - 192	1,039	1,063	1,076	1,104	1,128	1,160	1,200	1,402
Sc - 75	1,081	1,181	1,265	1,341	1,442	1,537	1,646	2,353
Примечание: Данные табл.2 получены при наполнении материала пластин порошкообразным вольфрамом, равным 75,0 мас.%.

Заявленное изобретение позволяет получить эластичный материал, обладающий высокой эффективностью защиты от рентгеновского и гамма-излучений. Основными достоинствами эластичного материала являются высокие физико-механические и эксплуатационные характеристики, возможность получения защитной от излучений пленки, технологичность производства материала и различных из него изделий, отсутствие пластификатора, возможность варьирования композиции материала в широких пределах, отсутствие токсичности в производстве и эксплуатации, широкий температурный диапазон использования материала (-70°С…+110°С), возможность повторной переработки материала. Эти достоинства вместе с высокой эффективностью защиты от излучений дают основание полагать, что предложенный эластичный материал может найти широкое применение на практике.

Эластичный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений, содержащий связующее и наполнитель - порошкообразный вольфрам или оксиды тяжелых металлов, отличающийся тем, что связующее выполнено из термопластичного полиуретана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Термопластичный полиуретан	10,0-80,0
Порошкообразный вольфрам или
оксиды тяжелых металлов	остальное

Похожие патенты:

Полимерная композиция // 2326905

Изобретение относится к полимерным композициям на основе порошковых вольфрама, железа и полипропилена, которые могут применяться для изготовления конструкционных изделий для биологической защиты от радиоактивных излучений.

Способ изготовления крупногабаритных толстостенных деталей // 2325998

Изобретение относится к изготовлению крупногабаритных толстостенных деталей диаметром до 1500 мм толщиной до 500 мм из композиции на основе порошковых вольфрама, железа и полипропилена и предназначено для защиты от радиоактивных излучений при эксплуатации атомных энергетических установок.

Материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучений (варианты) // 2322711

Изобретение относится к радиационно-защитным материалам. .

Изделия, защищающие от множественных вредных воздействий, и способ их изготовления // 2320037

Изобретение относится к изделиям, включающим в себя полотна (ткани), компаунды и пленки (пленочные слои), которые могут обеспечить защиту от вредных воздействий, представляющих угрозу жизни (радиация, химические вещества, биологические агенты, огонь, металлические метательные снаряды).

Рентгенозащитная композиция // 2294030

Изобретение относится к области защиты окружающей среды от ионизирующего излучения. .

Полимерная композиция для биологической защиты от нейтронного излучения // 2260213

Изобретение относится к области защиты от ионизирующего излучения. .

Композиционный материал (варианты) и способ его изготовления // 2239895

Изобретение относится к области защиты от ионизирующего излучения. .

Рентгенозащитная резина // 2208254

Изобретение относится к материалам для защиты от рентгеновского излучения и может быть использовано для изготовления средств защиты персонала и пациентов медицинских рентгеновских кабинетов, а также защитных устройств в медицинской рентгенотехнике.

Рентгенозащитная композиция // 2194317

Изобретение относится к области полимерных материалов, применяемых для изготовления защитной одежды для персонала рентгеновских установок, с областях науки и техники, где необходима защита от рентгеновского излучения (РИ).

Стойкая к радиации термореактивная композиция // 2187855

Рентгенозащитная композиция // 2415485

Изобретение относится к области композиционных пленкообразующих материалов и предназначено для создания тонкослойных полимерных рентгенозащитных покрытий

Радиационнозащитные лантаноидсодержащие соединения // 2436804

Изобретение относится к лантаноидсодержащим соединениям, состоящим из сополимера этилметакрилата и 3-аллилпентандиона-2,4 (100:1), связанного через -дикетонатную группу с ионом лантаноида (+3), который, в свою очередь, связан с молекулами лиганда, представляющего собой -дикетон, общей формулы где Ln - ион лантаноида (+3) (La 3+, Pr3+, Nd3+ Sm3+, Eu 3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+ ), n - количество звеньев этилметакрилата в цепи сополимера; m - количество лантаноидсодержащих звеньев в цепи сополимера; R1, R2, R3, R4 - органические радикалы (СН3-метил, С6Н 5-фенил): R1=R2=R3=R 4=СН3 - ион лантаноида (+3), связанный с полимерной частью соединения через фрагмент пентандион-2,4 (ацетилацетона) и лигандом, представляющим собой ацетилацетон; R1=R 3=СН3, R2=R4=С6 Н5 - ион лантаноида (+3), связанный с полимерной частью соединения через фрагмент бензоилацетона и лигандом, представляющим собой бензоилацетон; R1=R2=R3 =R4=С6Н5 - ион лантаноида (+3), связанный с полимерной частью соединения через фрагмент дибензоилметана и лигандом, представляющим собой дибензоилметан; R1 =R3=R4=СН3, R2=С 6Н5 - ион лантаноида (+3), связанный с полимерной частью соединения через фрагмент бензоилацетона и лигандом, представляющим собой ацетилацетон; R1=R2=С6 Н5, R3=R4=СН3 - ион лантаноида (+3), связанный с полимерной частью соединения через фрагмент дибензоилметана и лигандом, представляющим собой ацетилацетон; R1=R2=R3=С6Н 5, R4=СН3 - ион лантаноида (+3), связанный с полимерной частью соединения через фрагмент дибензоилметана и лигандом, представляющим собой бензоилацетон

Химически связанный керамический радиационно-защитный материал и способ его подготовки // 2446490

Композиция для нейтронной защиты на основе полидиметилсилоксана // 2451704

Изобретение относится к области разработки материалов, обладающих нейтронопоглощающими свойствами, и может быть использовано в качестве защитного слоя при изготовлении транспортно-упаковочных конструкций (ТУК) для транспортировки и хранения отработанного ядерного топлива, а также для биологической защиты от других случаев нейтронных излучений

Композит для защиты от космического воздействия, способ его получения // 2484546

Изобретение относится к области космического материаловедения и может быть использовано в качестве терморегулирующих покрытий на внешней стороне космического аппарата в области низких земных орбит

Композиционный материал для защиты от радиоактивного излучения // 2491667

Изобретение относится к средствам защиты от радиоактивного излучения и может применяться в производстве контейнеров для хранения радиоактивных материалов, а также изоляции помещений

Композит для защиты от космической радиации // 2515493

Изобретение относится к области защиты от ионизирующего излучения и может применяться в качестве защиты электронных приборов космического аппарата (КА), работающего на геостационарной орбите, от воздействия поражающего фактора магнитных бурь. Целью изобретения является повышение защитных характеристик по отношению к γ-излучению и потоку высокоэнергетических электронов с сохранением возможности вывода накопленного объемного заряда, расширение температурного диапазона использования, а также повышение прочностных характеристик композита. Композит для защиты от космической радиации, включающий кремнийорганическую жидкость, порошок оксида тяжелого металла, отличающийся тем, что в качестве составляющих компонентов содержит политетрафторэтилен (матрица), а используемую кремнийорганическую жидкость «Пента-808» применяют в качестве модификатора поверхности оксида висмута Bi2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: политетрафторэтилен 37-45, модифицированный оксид висмута Bi2O3 55-63, кремнийорганическая жидкость «Пента-808», взятая по отношению к массе чистого Bi2O3 0,8-1,0. 2 табл.

Пастообразный материал для защиты от нейтронного излучения и способ приготовления пастообразного материала для защиты от нейтронного излучения // 2522673

Изобретение относится к технологии изготовления материалов для защиты от нейтронного излучения. Пастообразный материал для защиты от нейтронного излучения включает консистентную смазку ВНИИНП-293 и порошкообразный бор аморфный в качестве наполнителя при массовом соотношении компонентов (%) 91-97 и 3-9 соответственно, при этом удельная поверхность порошка бора аморфного составляет не менее 15 м2/г. Способ приготовления заявленного материала включает перемешивание консистентной смазки ВНИИНП-293 и наполнителя - порошкообразного бора аморфного в массовом соотношении (%) соответственно 91-97 и 3-9. Техническим результатом является обеспечение сечения поглощения тепловых электронов от 7 до 21 см-1 в зависимости от массового содержания бора (3-9% соответственно); температуры каплепадения не ниже 170°C; вязкости, определяемой капиллярным вискозиметром при плюс 50°C и среднем градиенте скорости деформации 1000 с-1, в пределах 0,3-1,4 Па·с, а при минус 50°C и среднем градиенте скорости деформации 100 с-1 - не более 19 Па·с; коллоидной стабильности при нагрузке 3H (процент выделенного масла) не более 25%; содержания воды менее 0,01%; а также обеспечение возможности с помощью данной композиции заполнять объемы различной конфигурации, в том числе длинные каналы малого сечения (диаметром менее 4 мм), в диапазоне температур от минус 50°C до плюс 50°C. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Полимерная композиция для радиационной защиты электронных приборов // 2530002

Изобретение относится к полимерной композиции для радиационной защиты электронных приборов, содержащей полимерное связующее, литий и бор в качестве экранирующих наполнителей (агентов), которая может быть использована для изготовления защитных материалов для биологической защиты, в качестве теневой защиты ядерных энергетических установок, аппаратуры ядерно-опасных объектов. Заявленная композиция содержит в качестве связующего полипропилен и/или полиэтилен, а литий и бор в составе соединения тетрагидридобората лития (ТГБЛ) капсулированного при следующем соотношении ингредиентов, % мас.: порошкообразный экранирующий наполнитель - тетрагидридоборат лития не более 5 полиэтилен и/или полипропилен остальное Предлагаемая композиция обеспечивает повышение эффективности радиационно-защитных свойств и уменьшение образования гамма-квантов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Средство для дезактивации почв, зараженных радиоактивными элементами // 2560549

Изобретение относится к сельскому хозяйству и защите окружающей среды, в частности к средствам для дезактивации почв, зараженных радиоактивными элементами. Средство для дезактивации почв, зараженных радиоактивными элементами, содержит в своем составе поли-N,N-диалкил-3,4-диметиленпирролидиний галогенид общей формулы в которой R1 и R2 означают независимо друг от друга линейный или разветвленный алкил с 1-6 атомами углерода и X означает фтор, хлор, бром, йод или тетрафторборат, причем средняя молекулярная масса полимера составляет от 75000 до 100000 г/моль. Заявлен также способ дезактивации почв, зараженных радиоактивными элементами, с применением указанных средств. Технический результат - заявленное вещество связывает радиоактивные элементы, снижает содержание их водорастворимых форм, продолжительно действует на структуру почв и урожайность, упрощает процесс дезактивации земель, зараженных радиоактивными элементами. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 табл., 6 пр.