γ射線屏蔽材料是指能減弱γ射線輻射的材料,其應(yīng)具備較大的原子序數(shù)和較高的密度。目前,常見的γ射線屏蔽材料有鉛、鐵、混凝土和高比重鎢合金等。
鉛的原子序數(shù)為82,密度為11.3g/cm3,對于低能或高能的放射線都有很大的吸收系數(shù),且有較好的耐腐蝕性能。鉛常做成板狀或塊狀的形式用于一些需要移動的防護裝置,如可移動的防護屏、放射源的容器和鉛磚,也可以填充到防護裝置中。但是,鉛的機械強度較差、硬度較低、熔點較低(327.1°C)、耐高溫性能較差、毒性較高,且存在二次韌致輻射的缺點,因此使鉛的應(yīng)用受到一定的限制。
鐵的原子序數(shù)為26,密度為7.8g/cm3,對Y射線有相當(dāng)好的屏蔽性能。鐵的機械強度高、結(jié)構(gòu)性能好、價格合理,所以常被用作制造固定的防護設(shè)備。
混凝土是由水泥、填充材料和水組成的混合物。為了提高屏蔽Y射線的能力,制造商常采用特殊的填料(鐵礦石、鐵屑和重晶石等)做成不同密度的重混凝土。普通混凝土的密度為2.3g/cm3 ,反應(yīng)堆屏蔽用的重混凝土有重晶石混凝土(密度為3.5 g/cm3)和鐵混凝土(密度為1.5g/cm3)。混凝土價廉、易澆注和有良好的結(jié)構(gòu)性能,因此適合用于固定輻射源的屏蔽設(shè)備?;炷林泻兄卦睾洼p元素,在屏蔽γ射線的同時又能減速中子,在中子和γ射線同時存在的情況下具有很好的屏蔽能力。但是其應(yīng)用場所相對有限。
鎢合金是一種以鎢為主要生產(chǎn)原材料的合金,其密度在16.5-18.75g/cm3之間,比鉛材料高出60%,而鎢的原子序數(shù)為74,所以對γ射線和X射線有極好的屏蔽效果,比鉛高30-40%。此外,鎢合金還有較高的強度、較小的熱膨脹系數(shù)(只有鐵或鋼的1/2-1/3),良好的可焊性和加工性,無毒無放射性的優(yōu)點,所以也就自然成為目前最為理想的屏蔽材料。
通過上述內(nèi)容的介紹可以知道,高比重鎢合金更適合作為γ射線屏蔽材料。