[实用新型]一种舰船用多层防辐射产品

说明书

本实用新型涉及新材料技术领域，且公开了一种舰船用多层防辐射产品，包括防辐射屏蔽复合材料和堆仓的优化设计，屏蔽复合材料为三层，且屏蔽复合材料的三层中设置有金属夹层，该舰船用多层防辐射产品，新方案设计屏蔽层厚度约为1米即可达到原屏蔽效果，故可以减小空间至少15％；2、相比原方案按照铅板密度11.34g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为0.6米，而本项目新材料密度约为5.5g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为1米，结果在保证原屏蔽效果的前提下，可减轻结构重量至少15％，而且该舰船用多层防辐射产品，使用屏蔽复合材料来制备堆仓，通过屏蔽复合材料各层的配合从而达到快中子减速、慢中子吸收(捕获)和衰减所有的γ射线。

技术领域

本实用新型涉及新材料技术领域，具体为一种舰船用多层防辐射产品。

背景技术

目前国内适宜用在舰船核动力装置辐射屏蔽防护的新型技术和材料均处于空白，由于众所周知的原因，国外对我国实行严密的技术和产品封锁，文献检索发现有价值的有关文献和专利等资料披露很少，目前舰船核反应堆舱室的屏蔽材料基本还是沿用传统铅材料为主，配合水及聚乙烯、混凝土等屏蔽材料，铅除了抗高温性差；对能量高于88keV和13～40keV之间的射线有良好的吸收能力，但对能量介于40～88keV之间的射线存在一个“Pb的弱吸收区”，对中子吸收屏蔽效果差、辐射屏蔽功能单一；且有毒等缺点外，主要笨重且占用空间大(需要0.7～1.2米的操作安装空间)，现场安装困难，容易产生质量偏差，质量缺陷产生的空洞或缝隙导致辐射泄露，常规屏蔽材料用于大型核动力舰船存在众多缺陷。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种舰船用多层防辐射产品，具备轻量化、阻燃、防水、耐老化和刚柔复合等优点，解决了上述的问题。

(二)技术方案

为实现上述所述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种舰船用多层防辐射产品，包括防辐射屏蔽复合材料，屏蔽复合材料由层1、层2和层3组成，且屏蔽复合材料中还设置有金属夹层4，且金属夹层4的数量为两层，所述层1的一侧与第一个金属夹层4固定连接，所述第一个金属架层4远离层1的一侧与层2固定连接，所述层2远离第一个金属夹层4的一侧与第二个金属夹层4固定连接，所述第二个金属夹层4远离层2的一侧与层3固定连接，图1中左图为原堆仓设计方案，原堆仓设计方案屏蔽层需要总空间厚为1.25米，其中二次屏蔽层铅板材料厚为0.6米，人员安装屏蔽层铅板另需约0.65米的安装空间；图1中的右图为现在经优化后的舰船核动力模拟仓结构图，浇筑型二次屏蔽层取消了人员安装空间，屏蔽层厚度会有所增加，然堆舱结构的总厚度缩小了，在保证堆舱压力1.0MPa的设计要求下，结构重量减小，应用新型的防辐射屏蔽复合材料和合理的施工浇注工艺结合优化的设计方案：1、与原堆仓设计方案屏蔽层总空间厚度1.25米(其中包含必须预留的0.65米铅板层安装空间)相比，新方案设计屏蔽层厚度约为1米即可达到原屏蔽效果，故可以减小空间至少15％；2、相比原方案按照铅板密度11.34g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为0.6米，而本项目新材料密度约为5.5g/cm3，屏蔽材料设计厚度约为1米，结果在保证原屏蔽效果的前提下，可减轻结构重量至少15％，当以铅板为基准模型时,针对γ射线进行计算,可以得出20cm厚的铅板在γ射线的照射下,得出各材料等效厚度如图5所示，本专利用稀土为功能材料，以硅酸盐无机非金属材料为主，复合高分子及特种材料研制新型防辐射复合材料，开发随型浇注常温固化多层组合屏蔽工艺，辐射屏蔽率≥20％，具有防辐射、轻量化、阻燃、防水、耐老化和刚柔复合等特点，同时满足内置管线和倾斜±15°不开裂，与舰船同寿命，无毒环保等要求。

优选的，所述屏蔽复合材料层1原理及配方为主要混凝土层添加10-20％元素硼B组成,以达到使快中子减速的目的。

优选的，所述屏蔽复合材料层2原理及配方为混凝土及钢板层等比重在2.4～3.9之间的屏蔽层，目的是慢中子吸收(捕获)。