UA74603C2 - Method for producing articles for protection against radiation - Google Patents
Method for producing articles for protection against radiation Download PDFInfo
- Publication number
- UA74603C2 UA74603C2 UA2003065647A UA2003065647A UA74603C2 UA 74603 C2 UA74603 C2 UA 74603C2 UA 2003065647 A UA2003065647 A UA 2003065647A UA 2003065647 A UA2003065647 A UA 2003065647A UA 74603 C2 UA74603 C2 UA 74603C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- radiation
- mass
- mixture
- product
- filler
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 75
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 65
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 21
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 claims description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 19
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000012925 reference material Substances 0.000 claims description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- -1 borides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 29
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 9
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101001016186 Homo sapiens Dystonin Proteins 0.000 description 1
- 101000832669 Rattus norvegicus Probable alcohol sulfotransferase Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F3/00—Shielding characterised by its physical form, e.g. granules, or shape of the material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до області захисту від іонізуючих випромінювань, а саме до технологій виготовлення 2 радіаційно-захисних виробів бажаної форми, і може бути використане в різних областях для створення систем радіаційного захисту.The invention relates to the field of protection against ionizing radiation, namely to the manufacturing technologies of 2 radiation-protective products of the desired shape, and can be used in various areas to create radiation protection systems.
Найбільш ефективний захист від іонізуючих випромінювань здійснюється матеріалами, до складу яких входять елементи з великим атомним номером, тобто важкі елементи.The most effective protection against ionizing radiation is provided by materials that include elements with a large atomic number, that is, heavy elements.
До основних недоліків існуючих матеріалів варто віднести велику вагу об'єктів захисту, виготовлених з цих 70 матеріалів, і значні витрати на їхнє виготовлення.The main disadvantages of the existing materials include the heavy weight of the protection objects made of these 70 materials and the significant costs of their manufacture.
Тому основною задачею при створенні компактного захисту є зниження маси і товщини розроблювальних для цього матеріалів. Однак створення ефективного захисту зі зменшеною товщиною матеріалів приводить до зростання маси захисного шару матеріалу внаслідок застосування металовмісних наповнювачів. | навпаки, збереження ступеня ослаблення рентген- і гамма-випромінювань матеріалом шляхом його ущільнення, за 72 рахунок зменшення маси наповнювача спричиняє необхідність збільшення товщини захисту.Therefore, the main task in creating a compact protection is to reduce the mass and thickness of the materials developed for this purpose. However, the creation of effective protection with a reduced thickness of materials leads to an increase in the mass of the protective layer of the material due to the use of metal-containing fillers. | on the contrary, preservation of the degree of weakening of X-ray and gamma radiation by the material through its compaction, due to a decrease in the mass of the filler, necessitates an increase in the thickness of the protection.
У цьому полягає основне протиріччя при створенні матеріалів, що забезпечують ефективний і компактний захист від іонізуючих випромінювань, оскільки одночасного зниження товщини і маси захисного матеріалу практично неможливо досягти з застосуванням відомих металовмісних наповнювачів.This is the main contradiction in the creation of materials that provide effective and compact protection against ionizing radiation, since the simultaneous reduction of the thickness and mass of the protective material is practically impossible to achieve with the use of known metal-containing fillers.
Це протиріччя вирішується шляхом компромісного підходу до вибору товщини і маси захисного матеріалу з урахуванням його вартості.This contradiction is resolved by a compromise approach to choosing the thickness and mass of the protective material, taking into account its cost.
Товщина шару радіаційно-захисного композиційного матеріалу залежить від необхідних умов забезпечення радіаційного захисту і визначається при проектуванні робіт.The thickness of the layer of radiation-protective composite material depends on the necessary conditions for providing radiation protection and is determined during the design of works.
В даний час існує два основних технологічних напрямки додання радіаційно-поглинаючих властивостей матеріалам, засновані на використанні радіаційно-поглинаючих наповнювачів. Перший напрямок здійснюється с 22 шляхом уведення радіаційно-поглинаючого наповнювача в композицію при його виготовленні, а другий - шляхом Го) нанесення радіаційно-поглинаючого наповнювача на поверхню вихідного матеріалу, що не володіє високим коефіцієнтом поглинання. При цьому у всіх відомих технологіях питомі значення радіаційно-поглинаючих характеристик матеріалу визначаються складом наповнювача, розміром і різноманітністю форм часток, шляхом утворення безперервного дисперсійного середовища в об'ємі виробу, у якому розподілені декілька дисперсних о фаз. оCurrently, there are two main technological directions of adding radiation-absorbing properties to materials, based on the use of radiation-absorbing fillers. The first direction is carried out with 22 by introducing a radiation-absorbing filler into the composition during its manufacture, and the second - by applying a radiation-absorbing filler to the surface of the original material that does not have a high absorption coefficient. At the same time, in all known technologies, the specific values of the radiation-absorbing characteristics of the material are determined by the composition of the filler, the size and variety of particle shapes, by the formation of a continuous dispersion medium in the volume of the product, in which several dispersed phases are distributed. at
Відомий спосіб одержання композиційних матеріалів, (а. с. СРСР Моб631501, МПК СО4841/46, опубл. 05.11.78, що включає просочення виробів при кімнатній температурі або при нагріванні розчинником вуглецевої речовини, ее, при атмосферному тиску, наступне насичення матрицеутворюючою речовиною, поміщаючи її на загальну «І границю пористої заготовки і розчинника в замкнутому об'ємі. 3о Основною і самою трудомісткою операцією в створенні композиційних матеріалів є насичення пористих тіл, в що містять велику частку малих і тупикових пір через необхідність видалення газів, що знаходяться в порах. З цією метою проводять, або попереднє вакуумування заготовок, що насичуються, або витиснення повітря прикладанням підвищеного тиску. Навіть при низькій в'язкості і гарній змочувальній здатності зв'язного « мимовільне витиснення ним замкнених у порах газів є проблематичним, особливо якщо у якості речовини, що З насичується використовуються шликери або суспензії. Цей процес припускає використання складного й с енергоємного устаткування. з» Найбільш близьким по технічній суті є спосіб виготовлення керамічних будівельних виробів, наприклад цеглин, шляхом композиційного сполучення наповнювача і зв'язного (п. РФ Мо2131859, МПК9У С04840/00, опубл. 20.06.99), що включає формування виробу, готування розчину і подачу його в пори сформованого виробу, де -1 15 створюють умови для виділення з розчину і насичення до одержання виробу необхідних фізико-механічних властивостей. Потім готують розчин зв'язного і створюють умови для його виділення з розчину і насичення нимA known method of obtaining composite materials, (a.s. USSR Mob631501, IPC СО4841/46, publ. 05.11.78, which includes impregnation of products at room temperature or when heated with a solvent of carbonaceous matter, ee, at atmospheric pressure, subsequent saturation with a matrix-forming substance, placing it on the general "I border of the porous workpiece and the solvent in a closed volume. 3o The main and most time-consuming operation in the creation of composite materials is the saturation of porous bodies containing a large proportion of small and dead-end pores due to the need to remove gases that are in the pores . For this purpose, either pre-vacuuming of saturated blanks is carried out, or air is squeezed out by applying high pressure. Even with low viscosity and good wetting ability of the binder, the spontaneous extrusion of gases trapped in the pores by it is problematic, especially if as a substance , which is saturated with slykers or suspensions. This process involves the use of complex o and c energy-intensive equipment. with" The closest in terms of technical essence is the method of manufacturing ceramic construction products, for example, bricks, by means of a composite combination of a filler and a binder (item of the Russian Federation Mo2131859, MPK9U C04840/00, publ. 20.06.99), which includes forming the product, preparing the solution and feeding it into the pores of the formed product, where -1 15 create the conditions for separation from the solution and saturation until the product has the necessary physical and mechanical properties. Then prepare a solution of binder and create conditions for its separation from the solution and saturation with it
ЧК» виробу. б» Недоліком є те, що виріб готують зі зв'язного Її наповнювача і насичують виріб розчином зв'язного без створення колоїдних систем, створюють умови для простого зміцнення шляхом пересичення виробу до о 50 одержання необхідних фізико-хімічних властивостей. Відомий спосіб не забезпечує необхідний захист від со радіаційного випромінювання.Check" of the product. b" The disadvantage is that the product is prepared from a cohesive filler and the product is saturated with a solution of the binder without creating colloidal systems, creating conditions for simple strengthening by oversaturating the product up to 50 to obtain the necessary physicochemical properties. The known method does not provide the necessary protection against radiation radiation.
Задачею пропонованого винаходу є створення способу, при якому можна задавати характеристики виробу для захисту від визначеного фону радіації за рахунок сполучення дисперсійного середовища з обраною матрицею, що приводить до аномального поглинання випромінювання шляхом формування дисперсійних середовищ усередині і зовні виробу, і створення умов для проникнення цих середовищ один у другий простимThe task of the proposed invention is to create a method in which it is possible to set the characteristics of the product to protect against a certain background radiation due to the combination of a dispersive medium with a selected matrix, which leads to anomalous absorption of radiation by forming dispersive media inside and outside the product, and creating conditions for the penetration of these media one into the other simple
ГФ) способом, а також скорочення термінів одержання таких виробів з різних компонентів, що забезпечує т ослаблення випромінювання у всіх енергетичних рівнях.HF) method, as well as shortening the terms of obtaining such products from various components, which ensures the attenuation of radiation at all energy levels.
Поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення радіаційно-захисних виробів шляхом композиційного сполучення наповнювача і матриці, що включає формування виробу і готування розчину для бо подачі його в пори сформованого виробу, де створюють умови для його насичення, відповідно до винаходу, попередньо готують наповнювач у вигляді багатокомпонентної дисперсної суміші, що включає ультрадисперсні (УДУ) середнім розміром 0,1мкм, питомою поверхнею від 0,Зм/г до 200Ом/г і в кількості приблизно до 1,595 від об'ємної маси суміші, визначають масу суміші, сполучення якої з обраною матрицею приводить до аномального поглинання випромінювання, 4-1295 цієї суміші використовують для готування розчину, а з частини суміші, що бо залишилася, і матриці формують вироби, які після сушіння поміщають у приготовлений розчин і насичують його до моменту одержання виробу з необхідними фізико-механічними властивостями, при цьому під час насичення на розчин впливають технологічними параметрами.The problem is solved by the fact that the method of manufacturing radiation-protective products by composite combination of filler and matrix, which includes forming the product and preparing a solution for feeding it into the pores of the formed product, where conditions for its saturation are created, according to the invention, pre-prepare the filler in in the form of a multi-component dispersed mixture, which includes ultra-dispersed particles with an average size of 0.1 μm, a specific surface area from 0.Zm/g to 200 Ω/g and in an amount up to approximately 1.595 of the volumetric mass of the mixture, determine the mass of the mixture, which is combined with the selected the matrix leads to anomalous absorption of radiation, 4-1295 of this mixture is used to prepare the solution, and from the remaining part of the mixture, and the matrix, products are formed, which, after drying, are placed in the prepared solution and saturated with it until the moment of obtaining the product with the necessary physical and mechanical properties, while during saturation the solution is influenced by technological parameters.
Для визначення об'ємної маси суміші, сполучення якої з обраною матрицею приводить до аномального поглинання випромінювання заданою товщиною виробу, що здобуває робочий стан при нормальних умовах попередньо формують еталонний матеріал у циліндричній ємності, Через який пропускають випромінювання заданої енергії, фіксують значення дифракційного максимуму проходження випромінювання і по ньому визначають масу суміші.To determine the volumetric mass of the mixture, the combination of which with the selected matrix leads to anomalous absorption of radiation by a given thickness of the product, which acquires a working condition under normal conditions, a reference material is previously formed in a cylindrical container, through which radiation of a given energy is passed, and the value of the diffraction maximum of the radiation is recorded and it determines the mass of the mixture.
Для визначення об'ємної маси суміші, сполучення якої з обраною матрицею приводить до аномального 7/0 поглинання випромінювання для виробу, що набуває робочого стану при умовах, відмінних від нормальних (при термічній обробці, при обробці тиском), попередньо отриманий еталонний матеріал обробляють фізично, пропускають через його випромінювання тієї ж енергії і фіксують значення дифракційного максимуму поглинання випромінювання для нього, визначають коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання, а після цього визначають масу суміші для заданого виробу по формулі: т - М.К/п, де: т - маса суміші;To determine the volume mass of the mixture, the combination of which with the selected matrix leads to anomalous 7/0 absorption of radiation for the product that acquires a working condition under conditions other than normal (during heat treatment, during pressure treatment), the previously obtained reference material is physically processed , pass through it radiation of the same energy and fix the value of the diffraction maximum of radiation absorption for it, determine the coefficient of mutual correlation of the distribution of radiation, and then determine the mass of the mixture for the given product according to the formula: t - M.K/n, where: t - mass mixtures;
М - значення змісту маси суміші від маси виробу;M - the value of the content of the mass of the mixture from the mass of the product;
К - коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання, що дорівнює відношенню масового коефіцієнта ослаблення випромінювання для матеріалу, який набуває робочого стану при нормальних умовах, до масового коефіцієнта ослаблення для матеріалу, обробленого фізично (норм Ноброб); п - значення кратності внесення суміші.K - the coefficient of mutual correlation of the distribution of radiation, which is equal to the ratio of the mass attenuation coefficient of radiation for a material that acquires a working state under normal conditions, to the mass attenuation coefficient for a material processed physically (Nobrob norm); n - the value of the multiplicity of the mixture.
У якості матриці використовують кераміку, силікат, природні і синтетичні гуми і синтетичні пластмасові матеріали.As a matrix, ceramics, silicate, natural and synthetic rubber and synthetic plastic materials are used.
У якості компонентів для готування суміші використовують базальт, гіпс, силікат, гірські породи. ГаBasalt, gypsum, silicate, rocks are used as components for preparing the mixture. Ha
У якості ультрадисперсних часток використовують, принаймні, один метал, відібраний із групи, що складається з вольфраму, вісмуту, цирконію, заліза, олова, літію, барію, а також інтерметалічні з'єднання, о окислів, карбідів, нітридів, боридів, гідридів і з'єднання неметалічних компонентів.At least one metal selected from the group consisting of tungsten, bismuth, zirconium, iron, tin, lithium, barium, as well as intermetallic compounds, oxides, carbides, nitrides, borides, hydrides and connection of non-metallic components.
У якості розчину використовують воду, емульсії, латекси, суспензії, золі і гелі.As a solution, water, emulsions, latexes, suspensions, sols and gels are used.
Випал здійснюють у тунельних, кільцевих печах при температурі 95020-100020, соFiring is carried out in tunnel, ring furnaces at a temperature of 95020-100020, so
Вироби формують напівсухим пресуванням при питомому тиску 15-25МПа.The products are formed by semi-dry pressing at a specific pressure of 15-25 MPa.
Тонко-здрібнені тверді тіла складаються з окремих часток, розміри яких коливаються в тих же межах, що і о розміри пір у пористих тілах. При адсорбції за допомогою пористих і тонко-здрібнених твердих тіл величезну «ОО роль відіграє велике число атомів на їхній поверхні. Це явище відбувається за рахунок формування колоїдальних середовищ і використовується в технології виготовлення радіаційно-захисних виробів. Шляхом З сполучення матриці і дисперсного наповнювача, виконаного у вигляді багатокомпонентної суміші. ч-Finely ground solid bodies consist of separate particles, the sizes of which vary within the same limits as the sizes of pores in porous bodies. During adsorption with the help of porous and finely ground solid bodies, a large number of atoms on their surface plays a huge role. This phenomenon occurs due to the formation of colloidal media and is used in the technology of manufacturing radiation-protective products. By combining the matrix and dispersed filler, made in the form of a multicomponent mixture. h-
Визначеному фону радіації відповідає визначена товщина захисту. Визначення маси дисперсного наповнювача для товщини, що аномально поглинає випромінювання, дозволить підготувати визначений склад багатокомпонентної суміші, що за певних умов дозволить створити дисперсійне колоїдальне середовище без « застосування "важких металів". Підбір складу наповнювача шляхом сполучення декількох компонентів дозволяє 70 досягти ефекту захисту від заданого фону радіації зменшеною товщиною без використання металевих - с елементів або з їх використанням у загальному складі суміші але не перевищуючому 1,595. Концентрація УДЧ ч середнім розміром О,їмкм, питомою поверхнею від 0,Зм2/г до 2000м2/г підбирається експериментально і » залежить від товщини матеріалу й умов найкращого збереження радіаційно-поглинаючих характеристик. При концентрації УДЧ у розчині вище 1,595 знижується адгезія часток на поверхні виробу. Сполучення матриці з наповнювачем, що включає визначений розмір часток і складений з декількох компонентів, дозволяє одержати - дисперсну систему і використовувати поверхневі явища, що виникають на межі розподілу фаз, що забезпечує ї» аномальне поглинання випромінювання.The defined radiation background corresponds to the defined protection thickness. Determining the mass of the dispersed filler for the thickness, which abnormally absorbs radiation, will allow to prepare the specified composition of the multicomponent mixture, which under certain conditions will allow to create a dispersive colloidal environment without the use of "heavy metals". The selection of the composition of the filler by combining several components allows 70 to achieve the effect of protection against the given radiation background with a reduced thickness without the use of metal elements or with their use in the total composition of the mixture, but not exceeding 1.595. The concentration of UHF h with an average size of 0.1 μm, a specific surface area from 0.Сm2/g to 2000m2/g is selected experimentally and depends on the thickness of the material and the conditions for the best preservation of radiation-absorbing characteristics. When the concentration of UHF in the solution is higher than 1.595, the adhesion of particles on the surface of the product decreases. The combination of a matrix with a filler, which includes a certain particle size and is composed of several components, allows you to obtain a dispersed system and use surface phenomena that occur at the boundary of the phase distribution, which provides it with anomalous absorption of radiation.
Тим, що для внесення наповнювача в матрицю використовують два основних технологічних напрямки б» додання радіаційно-поглинаючих властивостей матеріалам, досягається можливість керування утворенням, о 50 властивостями і руйнуванням дисперсних систем і граничних шарів шляхом регулювання міжмолекулярних взаємодій на границях розподілу дисперсних фаз. Перший напрямок здійснюється шляхом уведення частини с» радіаційно-поглинаючого дисперсійного середовища в матрицю і виготовлення виробу, а другий - шляхом насичення поверхні виробу розчином, що містить іншу частину радіаційно-поглинаючого дисперсійного середовища. При цьому у всіх відомих технологіях питомі значення радіаційно-поглинаючих характеристик матеріалу визначаються складом наповнювача. Поділ на дві частини наповнювача дозволить сполучити два о напрямки процесу для виготовлення одного виробу. Перша частина наповнювача дозволяє створити дисперсійне середовище усередині виробу, а друга частина бере участь в утворенні адсорбційного середовища іме) на його поверхні. Основну частину суміші змішують з матрицею, у результаті чого після формування одержують вироби, у яких у безпосередній близькості від поверхні створюється "адсорбційне поле", що надає універсальний 60 ефект притягання. Шляхом введення УДЧ середнім розміром 0,1мкм, питомою поверхнею від 0,Зм 2/г до 2000м2/г і утворення дисперсійного середовища усередині виробу створюються умови для утворення пір, розміри яких будуть відповідати розмірам часток, що знаходяться в розчині, підготовленому для подачі його в пори сформованого виробу. Молекула міцніше усього тоді, коли вона адсорбується в пору, що має той же діаметр, що і сама молекула. бо Площа поверхні отриманих пір і часточок коливається в однакових межах, що дозволяє керувати властивостями в залежності від розмірів і області експлуатації виробу. 4-1296 суміші, що використовують для готування розчину, містять не більш 1,596 УДЧ, що знаходяться в суміші, що дозволить одержати виріб шляхом осадження цієї кількості УДЧ у порах виробу з утворенням поверхневого шару по всьому об'єму виробу й одержати виріб із заданими властивостями. Поглинання часточок у розчині засновано на неоднакових швидкостях дифузії цих часточок через проникну поверхню виробу.Due to the fact that two main technological directions are used to introduce the filler into the matrix b" adding radiation-absorbing properties to the materials, it is possible to control the formation, o 50 properties and destruction of dispersed systems and boundary layers by regulating intermolecular interactions at the boundaries of the distribution of dispersed phases. The first direction is carried out by introducing a part of the radiation-absorbing dispersion medium into the matrix and manufacturing the product, and the second - by saturating the surface of the product with a solution containing another part of the radiation-absorbing dispersion medium. At the same time, in all known technologies, the specific values of the radiation-absorbing characteristics of the material are determined by the composition of the filler. Dividing the filler into two parts will allow you to combine two directions of the process for the production of one product. The first part of the filler allows you to create a dispersion medium inside the product, and the second part participates in the formation of an adsorption medium on its surface. The main part of the mixture is mixed with the matrix, as a result of which, after forming, products are obtained, in which an "adsorption field" is created in the immediate vicinity of the surface, which provides a universal 60 attraction effect. By introducing UHF with an average size of 0.1 μm, a specific surface area from 0.Sm 2 / g to 2000 m2 / g and the formation of a dispersion medium inside the product, conditions are created for the formation of pores, the sizes of which will correspond to the sizes of the particles in the solution prepared for its application in the pores of the formed product. A molecule is stronger when it is adsorbed in a pore that has the same diameter as the molecule itself. because the surface area of the obtained pores and particles fluctuates within the same limits, which allows you to control the properties depending on the size and area of use of the product. 4-1296 mixtures used to prepare the solution contain no more than 1.596 UDF in the mixture, which will allow to obtain a product by depositing this amount of UDF in the pores of the product with the formation of a surface layer over the entire volume of the product and to obtain a product with specified properties . Absorption of particles in the solution is based on unequal diffusion rates of these particles through the permeable surface of the product.
Швидкість переносу речовини знижується внаслідок дифузії, що відбувається в зворотному напрямку.The rate of substance transfer decreases due to diffusion, which occurs in the reverse direction.
Розчин омиває зовнішню поверхню виробу і шляхом впливу на нього технологічними параметрами відбувається насичення пір до моменту одержання виробу з необхідними фізико-механічними властивостями, 7/0 що відповідають заданим об'ємним і фізико-хімічним параметрам.The solution washes the outer surface of the product, and by influencing it with technological parameters, the pores are saturated until the product with the necessary physical and mechanical properties, 7/0, corresponding to the given volume and physical and chemical parameters is obtained.
УДЧ є "якорем" міцно утримуючим колоїдальне середовище у вигляді ансамблів складної мозаїки з різноманітних часток, їхній неоднорідний розподіл по поверхні виробу. У результаті пори утворять ділянки, що мають конформацію спіральних ділянок, на зовнішній стороні яких розташовані бічні вуглеводневі фрагменти, і спіраль здобуває гідрофобний характер. Специфічна взаємодія між окремими УДЧ приводить до утворення їхніх /5 ансамблів, що оточені дисперсними фазами визначеного типу за рахунок скупчування дисперсних часток там, деUDF is an "anchor" firmly holding the colloidal medium in the form of ensembles of a complex mosaic of various particles, their heterogeneous distribution on the surface of the product. As a result, the pores will form areas having the conformation of spiral sections, on the outside of which lateral hydrocarbon fragments are located, and the spiral acquires a hydrophobic character. The specific interaction between individual UHF leads to the formation of their /5 ensembles, which are surrounded by dispersed phases of a certain type due to the accumulation of dispersed particles where
УДЧ залишаються в рідкокристалічному стані. Тому динамічні властивості утворення пір обумовлені плинністю.UHFs remain in the liquid crystal state. Therefore, the dynamic properties of pore formation are determined by fluidity.
Частки УДЧ мають досить високу рухливість і можуть робити різноманітні рухи: поступальні, обертальні, коливальні. Рухливість УДЧ надає внутрішньо-молекулярні рухи вуглеводневим ланцюгам, дозволяє селективно витягати УДЧ із вихідного водного розчину й одержувати більш високу конструкцію і вносити у виріб спочатку більш високу концентрацію суміші, тобто керувати утворенням структур. На підставі цього утворюються складені композитні вироби, що складаються з пористої композиції, на яку наноситься розчин з дисперсійним середовищем. Частки дисперсійного середовища утворюють на поверхні виробу шар, що знаходиться в динамічній рівновазі з частками, що дисперговані у виробі і які забезпечують селективність поділу. Причина цього явища полягає в тім, що в безпосередній близькості від поверхні твердого тіла утворюється "адсорбційне сч ов поле", що надає універсальний ефект притягання. Настає такий момент, коли мікропори заповнюються рідиною, що адсорбується, а інша частина твердої поверхні покривається такою кількістю молекул, що утворять суцільний і) мономолекулярний шар по всій поверхні. Якщо тиск розчину, що адсорбується, продовжує зростати, настає стадія, коли одні пори заповнені цілком, інші - частково, а треті - ще більші, тільки вистелені шаром такої ж товщини, що і зовнішня поверхня. При подальшому збільшенні тиску заповнюються всі пори, навіть самі широкі. сParticles of UHF have a fairly high mobility and can make various movements: translational, rotational, oscillating. The mobility of UDP gives intramolecular movements to hydrocarbon chains, allows you to selectively extract UDP from the original aqueous solution and obtain a higher structure and introduce a higher concentration of the mixture into the product, i.e. control the formation of structures. Based on this, assembled composite products are formed, consisting of a porous composition, on which a solution with a dispersion medium is applied. The particles of the dispersion medium form a layer on the surface of the product, which is in dynamic equilibrium with the particles dispersed in the product and which ensure the selectivity of separation. The reason for this phenomenon is that an "adsorption field" is formed in the immediate vicinity of the surface of a solid body, which provides a universal attraction effect. There comes a moment when the micropores are filled with adsorbed liquid, and the rest of the solid surface is covered with such a number of molecules that they form a continuous i) monomolecular layer over the entire surface. If the pressure of the adsorbed solution continues to increase, a stage occurs when some pores are completely filled, others are partially filled, and the third ones are even larger, only lined with a layer of the same thickness as the outer surface. With a further increase in pressure, all pores, even the widest ones, are filled. with
Кожному значенню тиску розчину, що адсорбується, відповідає єдине значення величини пір рідини.Each value of the pressure of the adsorbed solution corresponds to a single value of the liquid pore size.
На поверхні виробу утворюється шар, що забезпечує розсіювання гама- і нейтронного випромінювань, а о внутрішній шар поглинання дозволить розширити область використання способу в широкому діапазоні «о випромінювань.A layer is formed on the surface of the product that provides scattering of gamma and neutron radiation, and the internal absorption layer will allow expanding the scope of the method's use in a wide range of radiation.
Для визначення впливу утвореного поверхневого шару на поглинаючі і розсіючі властивості отриманого - з5 виробу проводилися іспити опроміненням поверхні. Отримані результати підтвердили, що поверхня сприяє ча поглинанню випромінювання і знижує вихід розсіяного випромінювання.In order to determine the effect of the formed surface layer on the absorption and scattering properties of the obtained product, surface irradiation tests were carried out. The obtained results confirmed that the surface contributes to the absorption of radiation and reduces the output of scattered radiation.
Поява можливості формування взаємопроникнення внутрішнього і зовнішньої дисперсійного середовищ з утворенням однієї структури дозволяє одержувати вироби для захисту від визначеного фону радіації, при цьому задавати показники фізико-механічних властивостей у межах одного виробу, а потім дозволяє створити захисні « бистеми з програмувальними межами напруг при статичних і динамічних навантаженнях і збільшення міцності і, з с відповідно, довговічності.The emergence of the possibility of interpenetration of internal and external dispersive media with the formation of a single structure allows to obtain products for protection against a certain radiation background, at the same time to set indicators of physical and mechanical properties within the limits of one product, and then allows to create protective "bistems" with programmable voltage limits at static and dynamic loads and increased strength and, accordingly, durability.
Пропонований спосіб реалізується наступним способом. ;» Для створення виробу, що набуває робочого стану у нормальних умовах, необхідно в першу чергу підібрати матрицю і склад дисперсного наповнювача відповідно до заданих параметрів матеріалу (наприклад, для цегли або виробу з гуми) і умов його експлуатації. -І Для визначення маси суміші, сполучення якої з обраною матрицею приводить до аномального поглинання випромінювання заданою товщиною виробу, наприклад з гуми, попередньо формують еталонний матеріал у ве циліндричній ємності, через який пропускають випромінювання заданої енергії, фіксують значенняThe proposed method is implemented in the following way. ;" To create a product that acquires a working condition under normal conditions, it is first necessary to select the matrix and the composition of the dispersed filler in accordance with the given parameters of the material (for example, for a brick or a product made of rubber) and its operating conditions. -I To determine the mass of the mixture, the combination of which with the selected matrix leads to anomalous absorption of radiation by a given thickness of the product, for example, from rubber, a reference material is previously formed in a cylindrical container, through which radiation of a given energy is passed, the value is fixed
Ге» дифракційного максимуму проходження випромінювання, що відповідає товщині матеріалу, аномально Ппоглинаючого випромінювання і потім визначають масу дисперсної суміші для цієї товщини матеріалу за о формулами: 4) М - К.т,Ge" of the diffraction maximum of the radiation passage corresponding to the thickness of the material, abnormally absorbing radiation and then determine the mass of the dispersed mixture for this thickness of the material according to the formulas: 4) M - K.t,
Нпоогл У К"Нарох де: К х Іп (Прох/погл) 7 1;Npoogl U K"Narokh de: K x Ip (Proh/pogl) 7 1;
М - маса суміші в матеріалі з заданими параметрами (г);M is the mass of the mixture in the material with the specified parameters (g);
К - коефіцієнт співвідношення маси дисперсної суміші в матеріалі до маси суміші в еталонному матеріалі; о т - маса суміші в еталонному матеріалі (г); ко Тпрох - Коефіцієнт значення дифракційного максимуму проходження випромінювання в еталонному матеріалі;K is the ratio of the mass of the dispersed mixture in the material to the mass of the mixture in the reference material; o t - mass of the mixture in the reference material (g); ko Tproh - Coefficient of the value of the diffraction maximum of the passage of radiation in the reference material;
ТІпогл - Коефіцієнт максимального поглинання для заданої товщини матеріалу; 60 Нпогл. - товщина матеріалу при заданому їпогл (СМ)TIpogl - Coefficient of maximum absorption for a given material thickness; 60 Chapter - the thickness of the material at a given thickness (CM)
Нпрох - висота шаруючого еталонного матеріалу при значенні дифракційного максимуму проходження випромінювання (см).Nproh - the height of the layered reference material at the value of the diffraction maximum of radiation transmission (cm).
Масу наповнювача визначають за апробованою методикою |(Артем'єв В.А., Крикун Ю.О., Рябовол О.0О,.,The mass of the filler is determined according to the proven method (Artemiev V.A., Krykun Yu.O., Ryabovol O.
Ткаченко В.І., Юпенков В.О., "Закономірність взаємодії рентгенівського випромінювання із середовищами, що 65 Містять ультрадисперсні частки". Російська академія природних наук. Наукові відкриття. Збірник коротких описів наукових відкриттів - 1998р., Москва). Для цього використовують кювету, виготовлену у формі циліндра з алюмінієвого сплаву Д-16 (внутрішній діаметр 3,2см). Циліндр встановлюється в концентрованому пучку гамма-квантів.Tkachenko V.I., Yupenkov V.O., "Regularity of interaction of X-ray radiation with media containing ultradisperse particles". Russian Academy of Natural Sciences. Scientific discoveries. Collection of short descriptions of scientific discoveries - 1998, Moscow). For this purpose, a cuvette made in the form of a cylinder from D-16 aluminum alloy (inner diameter 3.2 cm) is used. The cylinder is installed in a concentrated beam of gamma rays.
Для визначення об'ємної маси суміші для виготовлення виробу, що набуває робочого стану при умовах відмінних від нормальних (при термічній обробці, при обробці тиском), наприклад, цегли, попередньо формують еталонний матеріал у циліндричній ємності, через яку пропускають випромінювання заданої енергії, фіксують значення дифракційного максимуму проходження випромінювання. Потім отриманий еталонний матеріал обробляють фізично, пропускають через нього випромінювання тієї ж енергії і фіксують значення дифракційного максимуму поглинання випромінювання для нього, визначають коефіцієнт взаємної кореляції розподілу 7/0 Випромінювання, а потім визначають масу суміші для заданого виробу по формулі: т - М.К/п, де: т - маса суміші;To determine the volumetric mass of the mixture for the manufacture of the product, which acquires a working state under conditions different from normal (during heat treatment, during pressure treatment), for example, bricks, a reference material is previously formed in a cylindrical container through which radiation of a given energy is passed, fixed the value of the diffraction maximum of radiation transmission. Then the received reference material is physically processed, radiation of the same energy is passed through it and the value of the diffraction maximum of radiation absorption is recorded for it, the correlation coefficient of the 7/0 distribution of radiation is determined, and then the mass of the mixture for the given product is determined by the formula: t - M.K /n, where: t - mass of the mixture;
М - значення співвідношення змісту маси суміші від маси виробу;M - value of the ratio of the content of the mass of the mixture to the mass of the product;
К - коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання, який дорівнює відношенню масового 7/5 коефіцієнта ослаблення випромінювання для матеріалу, що набуває робочого стану при нормальних умовах, до масового коефіцієнта ослаблення для матеріалу, обробленого фізично ( й орм/ оброб); п - значення кратності внесення суміші.K is the coefficient of mutual correlation of the distribution of radiation, which is equal to the ratio of mass 7/5 of the radiation attenuation coefficient for the material that acquires a working condition under normal conditions, to the mass attenuation coefficient for the material that has been physically processed ( and orm/ treatment); n - the value of the multiplicity of the mixture.
Спочатку наповнювач вноситься в зразок по масі з максимальним заданим значенням поглинання. Після цього при кожному внесенні зменшується кількість наповнювача. Кратність внесень наповнювача реєструється.First, the filler is introduced into the sample by mass with the maximum specified absorption value. After that, with each introduction, the amount of filler decreases. The multiplicity of filler contributions is recorded.
Після кожного внесення суміші наповнювача і перемішування її одержують еталонний матеріал. Після кожного внесення наповнювача еталонний матеріал просвічується і відповідні значення коефіцієнта масового поглинання випромінювання реєструється.After each introduction of the filler mixture and its mixing, a reference material is obtained. After each introduction of the filler, the reference material is illuminated and the corresponding values of the mass absorption coefficient of radiation are recorded.
Пропонований спосіб дозволяє знизити трудомісткість визначення маси суміші, тому що визначеній товщині матеріалу відповідає визначене пікове значення, що забезпечує максимальне поглинання випромінювання, ці Га значення знаходяться тільки в заявленому діапазоні співвідношень. Таким чином, визначається оптимальна маса дисперсної суміші, що забезпечує аномальне поглинання випромінювання для виробу, що набуває о робочого, стану у нормальних умовах.The proposed method makes it possible to reduce the laboriousness of determining the mass of the mixture, because the determined peak value corresponds to the determined thickness of the material, which ensures the maximum absorption of radiation, these Ha values are only in the stated range of ratios. Thus, the optimal mass of the dispersed mixture is determined, which ensures anomalous absorption of radiation for the product, which acquires a working state under normal conditions.
Одержання коефіцієнта взаємної кореляції розподілу випромінювання дозволяє підвищити вірогідність визначення маси наповнювача в матеріалі з коректуванням її з урахуванням усіх впливів (наприклад, тепла, со тиску і т.д.) фізично обробленого матеріалу і на підставі отриманого значення точно визначити процентний зміст і співвідношення компонентів у складі матеріалу заданої товщини, що забезпечує поглинання о випромінювання з аномальним ефектом. (Те)Obtaining the coefficient of mutual correlation of the radiation distribution makes it possible to increase the probability of determining the mass of the filler in the material with its correction taking into account all influences (for example, heat, pressure, etc.) of the physically processed material and, on the basis of the obtained value, to accurately determine the percentage content and ratio of components in composition of a material of a given thickness, which provides absorption of radiation with an anomalous effect. (That)
Приклад 1Example 1
Технологія виготовлення виробів, наприклад керамічної цегли, повинна задовольняти обов'язковим вимогам З з5 стандарту і виготовлятися за технологічними регламентами, затвердженими у встановленому порядку, з рч- диференційованими вимогами до процесу виробництва на кожен вид виробу, що має форму розміри і зовнішній вигляд. ДСТ обмовляються розташуванням порожнеч у виробах.The technology of production of products, for example, ceramic bricks, must meet the mandatory requirements of the C-5 standard and be manufactured according to technological regulations approved in the prescribed manner, with differentiated requirements for the production process for each type of product, which has a shape, dimensions and appearance. DSTs are determined by the location of the voids in the products.
Для одержання радіаційно-захисної цегли попередньо готують наповнювач у вигляді порошку, що включає «To obtain a radiation-shielding brick, a filler is pre-prepared in the form of a powder, which includes "
УДЧ середнім розміром 0,1мкм, питомою поверхнею в межах від 0,Зм2/г до 2000м2/г і в кількості до 1,595.UHF with an average size of 0.1μm, a specific surface area ranging from 0.Sm2/g to 2000m2/g and in the amount of up to 1.595.
Для прикладу використовується порошок вольфраму. Спочатку визначають об'ємну масу, що забезпечує - с аномальне поглинання випромінювання. У циліндр кювети уводять вольфрамовий порошок масою т - З46г |і "» послідовно додають рідину. Питома насипна вага вольфрамової маси - 5,Аг/м2, а рідини -1,1г/см3 " Шар еталонного матеріалу (фантом) просвічують джерелом випромінювання Се 737 з енергією 661Кев.Tungsten powder is used as an example. First, the bulk mass is determined, which provides - s anomalous absorption of radiation. Tungsten powder weighing t - 346g is introduced into the cylinder of the cuvette, and liquid is successively added. The specific bulk weight of the tungsten mass is 5.Ag/m2, and that of the liquid is 1.1g/cm3. with an energy of 661 Kev.
Послідовно додається рідина і визначається ї прох гама-випромінювання до досягнення висоти шару, при якому значення Тпрох буде максимальним. Експериментально одержуємо, що внесеній вольфрамовій масі, рівної З4бг, це. відповідає Ідогл - 1,75. Максимальне значення пропущення гамма-квантів досягнуто при висоті шару Н прох - їз 9,Осм. Відповідно до цього Тпроп гамма-квантів складе 8,1. Підставляємо отримані значення у вище приведені співвідношення. іа К - Іп (8,1/1,75) - 1 0,52. с ШІ М - К.т - 0,52.346- 180м. с Тепер визначається величина Нурогл Зі співвідношення:A liquid is successively added and its gamma radiation flux is determined until the height of the layer is reached, at which the value of Tproch will be maximum. Experimentally, we obtain that the introduced tungsten mass, equal to Z4bg, is Idogl answers - 1.75. The maximum value of the transmission of gamma quanta was reached at the height of the H layer of passage 9.Osm. According to this, the Tprop of gamma quanta will be 8.1. Substitute the obtained values into the ratios given above. ia K - Ip (8.1/1.75) - 1 0.52. with AI M - K.t - 0.52.346- 180 m. c Now the Nurogl value is determined from the ratio:
К - Ноогл/НпрохK - Noogl/Nproh
Ноогл- К"Нарох.- 0,52.9,0- 5см.Noogl - K"Narokh. - 0.52.9.0 - 5 cm.
На базі отриманих результатів по заданій товщині цегли визначається процентний зміст маси вольфрамового 59 порошку для одержання конкретної товщини, що забезпечує аномальне поглинання. Технологія виготовленняOn the basis of the obtained results for the specified thickness of the brick, the percentage content of the mass of tungsten 59 powder is determined to obtain a specific thickness, which ensures anomalous absorption. Manufacturing technology
ГФ) цегли включає випал заготовки при підвищеній температурі. Тому для обліку технологічних параметрів фіксують т значення збігу піка, отриманого при нормальних умовах, і піка для значення, отриманого після фізичного впливу, і визначають коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання. Він дорівнює відношенню масового коефіцієнта ослаблення випромінювання для цегли, що набуває робочого стану при нормальних 60 умовах до масового коефіцієнта ослаблення для цегли, обробленого фізично ( Ннорм./Ноброб): При цьому по висоті шару еталонного матеріалу, визначають товщину цегли, при якій відбувається аномальне проходження випромінювання. За цим значенням визначається кількість вольфрамового порошку, необхідного для виділення з його загальної маси не більш 195 ультрадисперсних часток середнім розміром 0,1мкм, питомою поверхнею від 65 0,Зм2/г до 2000м2/г. Це значення складає приблизно 495 від загальної об'ємної маси вольфрамового порошку.GF) of bricks includes firing the blank at elevated temperature. Therefore, to account for the technological parameters, the t value of the coincidence of the peak obtained under normal conditions and the peak for the value obtained after physical exposure is fixed, and the coefficient of mutual correlation of the radiation distribution is determined. It is equal to the ratio of the mass attenuation coefficient of radiation for a brick that acquires a working condition under normal 60 conditions to the mass attenuation coefficient for a brick that has been physically processed ( Нnorm./Norob): At the same time, the thickness of the brick at which an abnormal the passage of radiation. This value determines the amount of tungsten powder required to separate from its total mass no more than 195 ultradispersed particles with an average size of 0.1 μm and a specific surface area from 65 0.Sm2/g to 2000m2/g. This value is approximately 495 of the total volumetric mass of tungsten powder.
Цю частину відокремлюють і перемішують з водою для одержання розчину.This part is separated and mixed with water to obtain a solution.
Для одержання цегли, наприклад керамічної з радіаційно-захисними властивостями, готують зв'язне.To obtain a brick, for example, a ceramic one with radiation-protective properties, a binder is prepared.
Основною сировиною для виробництва керамічної цегли є глина. Глина надходить на вальці грубого помелу, де вона проминається. Потім глина надходить у сушильний барабан, де видаляється зайва волога. Далі глина надходить у стрижневий змішувач. У цей же змішувач через дозатор подається і частина порошку, що залишилася, після одержання розчину.The main raw material for the production of ceramic bricks is clay. The clay enters the coarse grinding roller, where it passes through. Then the clay enters a drying drum, where excess moisture is removed. Next, the clay enters the rod mixer. The remaining part of the powder, after obtaining the solution, is fed into the same mixer through the dispenser.
Після перемішування отриману суміш подають у двохвальний змішувач з паро-зволожувачем, де суміш зволожується до 15905 за допомогою пару, і підігрівається до 2596.After mixing, the resulting mixture is fed into a two-wave mixer with a steam humidifier, where the mixture is moistened to 15905 with the help of steam, and heated to 2596.
Підготовлена суміш подається в бункер-нагромаджувач, а відтіля за допомогою дозатора надходить на 7/0 Колінопідоймовий прес СТ-213, де методом напівсухого формування виготовляється заготовка цегли.The prepared mixture is fed into the hopper-accumulator, and the slurry is sent to the ST-213 Knee Lifting Press 7/0 with the help of a dispenser, where the brick blank is made by the method of semi-dry forming.
Після формування заготовка укладається на сушильні рамки вагонеток, що завантажуються в тунельні сушила, де сушаться при температурі 902 протягом 72 годин. Після сушіння вироби подаються в тунельну піч на випал. Випал проводиться згідно кривій випалу при максимальній температурі - 10502С. Час випалу 54 години. Отримана заготовка повинна відповідати вимогам для цегли керамічної по ДСТУБ.В.2.7-61-97. Після 75 випалу й остигання вироби направляються у відділення просочення і перекладаються на пластинчастий конвеєр, за допомогою якого вироби занурюються в просочувальну камеру, наповнену попередньо приготовленим розчином. | потім за допомогою примусової циркуляції відбувається насичення отриманої заготовки УДЧ. У ємності встановлюють колектор для подачі в неї стиснутого повітря для того, щоб суміш знаходилася в зваженому стані, тобто в стані "кипіння", і при зануренні заготівлі в цей розчин створюються умови, при яких відбувається, як би відтягування її поверхневим шаром УДЧ з розчину, при цьому розчин охоплює весь об'єм заготовки й УДЧ проникають у його пори і заповнюють їх. Заготовку витримують у розчині до повного насичення, у результаті чого одержують виріб із заданими фізико-механічними і радіаційно-захисними властивостями. Після цього кожну заготовку висушують у сушарці обпалюють у тунельній печі при температурі до 10002С і одержують готову цеглу. ГеAfter forming, the workpiece is placed on drying frames of trolleys, which are loaded into tunnel dryers, where they are dried at a temperature of 902 for 72 hours. After drying, the products are sent to the tunnel kiln for firing. Firing is carried out according to the firing curve at the maximum temperature - 10502C. Burning time is 54 hours. The resulting blank must meet the requirements for ceramic bricks according to DSTUB.V.2.7-61-97. After 75 firing and cooling, the products are sent to the impregnation department and transferred to a plate conveyor, with the help of which the products are immersed in an impregnation chamber filled with a previously prepared solution. | then, with the help of forced circulation, saturation of the obtained UDF workpiece takes place. A collector is installed in the container to supply it with compressed air so that the mixture is in a suspended state, i.e. in a "boiling" state, and when the workpiece is immersed in this solution, conditions are created in which it is pulled, as it were, by the surface layer of the UDF from the solution , at the same time, the solution covers the entire volume of the workpiece and UDF penetrate into its pores and fill them. The workpiece is kept in the solution until full saturation, as a result of which a product with specified physical-mechanical and radiation-protective properties is obtained. After that, each blank is dried in a dryer, fired in a tunnel furnace at a temperature of up to 10002C and a ready-made brick is obtained. Ge
Приклад 2. (5)Example 2. (5)
Для одержання радіаційно-захисного виробу на основі гуми попередньо готують, як і в попередньому прикладі, наповнювач у вигляді порошку вольфраму, що включає УДЧ середнім розміром О,їмкм, питомою поверхнею в межах від 0,3м2/г до 2000м2/г і в кількості до 1,595. Спочатку визначають об'ємну масу порошку, у якому міститься кількість УДЧ, що забезпечує аномальне поглинання випромінювання. У циліндр кювети і) уводять вольфрамовий порошок масою т - 3,9г і послідовно додають рідину. Питома насипна вага о вольфрамової маси - 5,Аг/м2, а рідини - 1,1г/см 3,To obtain a radiation-protective product based on rubber, a filler in the form of tungsten powder is pre-prepared, as in the previous example, which includes UHF with an average size of 0.1 μm, a specific surface in the range from 0.3m2/g to 2000m2/g and in the amount to 1.595. First, the volume mass of the powder containing the amount of UHF, which provides anomalous absorption of radiation, is determined. Tungsten powder weighing t - 3.9 g is introduced into the cylinder of the cuvette i) and the liquid is successively added. Specific bulk density of tungsten mass - 5.Ag/m2, and liquid - 1.1g/cm3,
Шар еталонного матеріалу (фантом) просвічують джерелом випромінювання Ат 277 з енергією бОКев. ї-оіA layer of the reference material (phantom) is illuminated by a radiation source At 277 with an energy of bOKev. uh-oh
Послідовно додається рідина і визначається ї прох гама-випромінювання до досягнення висоти шару, при якому «І зе значення Тпрох буде максимальним. Експериментально одержуємо, що внесеній вольфрамовій масі, рівній З,9г М відповідає їдогл - 2,46. Максимальне значення пропускання гамма-квантів досягнуто при висоті шару Н прох - 1,875см. Відповідно до цьому їпрох гамма-квантів складе 9,34. Підставляємо отримані значення у вище приведені співвідношення.A liquid is successively added and its gamma-radiation flux is determined until the height of the layer is reached, at which the value of Tproch will be maximum. Experimentally, we find that the introduced tungsten mass, equal to 3.9 g M, corresponds to ydogl - 2.46. The maximum value of the transmission of gamma quanta is reached at the height of the H layer - 1.875 cm. According to this, the number of gamma quanta will be 9.34. Substitute the obtained values into the ratios given above.
К - Іп (9,34/2,46) - 1-0,333; « ю М - К.т - 0,333.3,9 - 1,287м. З7ЗK - IP (9.34/2.46) - 1-0.333; « yu M - K.t - 0.333.3.9 - 1.287m. Z7Z
Тепер визначається величина Нурогл Зі співвідношення: с К - Ноогл/Нпрох :з» Ноогл- К"Нарох 7 0,33.1,875 - 0,62см.Now the value of Nurogl Z is determined from the ratio: c K - Noogl/Nproh :z» Noogl - K"Narokh 7 0.33.1.875 - 0.62cm.
На базі отриманих результатів по заданій товщині цегли визначається процентний вміст маси вольфрамового порошку для одержання конкретної товщини, що забезпечує аномальне поглинання. Вироби з -1 що гуми одержують шляхом їхнього формування під впливом тиску відповідно заданій технології. Тому для обліку технологічних параметрів фіксують значення збігу піка, отриманого при нормальних умовах, і піка для значення, т. отриманого після фізичного впливу, і визначають коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання. ВінOn the basis of the obtained results for the specified thickness of the brick, the percentage content of the mass of tungsten powder is determined to obtain a specific thickness, which ensures anomalous absorption. Products from -1 rubber are obtained by forming them under the influence of pressure in accordance with the given technology. Therefore, to account for the technological parameters, the value of the coincidence of the peak obtained under normal conditions and the peak for the value, i.e., obtained after physical exposure, is fixed, and the coefficient of mutual correlation of the radiation distribution is determined. He
Фу дорівнює відношенню масового коефіцієнта ослаблення випромінювання для виробу з гуми, що набуває робочого стану при нормальних умовах, до масового коефіцієнта ослаблення для виробу з гуми після обробки (ав) тиском (ннорм /Ноброб)- При цьому по висоті шару еталонного матеріалу визначають товщину виробу, при якій «Фо» відбувається аномальне проходження випромінювання. За цим значенням визначається кількість вольфрамового порошку, необхідного для виділення з його маси не більше 195 УДЧ середнім розміром 0,1мкм, питомою поверхнею від 0,Зм2/г до 2000м2/г. Це значення складає приблизно 495 від загальної об'ємної маси в Вольфрамового порошку. Цю частину відокремлюють для одержання розчину.Fu is equal to the ratio of the mass attenuation coefficient of radiation for a rubber product, which acquires a working condition under normal conditions, to the mass attenuation coefficient for a rubber product after treatment (ав) with pressure (nnorm /Norob) - At the same time, the thickness of the product is determined by the height of the layer of the reference material , at which "Fo" occurs anomalous passage of radiation. According to this value, the amount of tungsten powder required to extract from its mass no more than 195 UDF with an average size of 0.1 μm and a specific surface area from 0.Zm2/g to 2000m2/g is determined. This value is approximately 495 of the total volumetric mass of tungsten powder. This part is separated to obtain a solution.
Матеріал гуми одержують шляхом введення в змішувач каучуку з агентом, що вулканізує, потім додаєтьсяThe rubber material is obtained by introducing rubber with a vulcanizing agent into the mixer, then it is added
Ф) частина вольфрамового порошку, що залишилася, і отриману суміш перемішують до гомогенного стану. З ка отриманої суміші формують заготовки виробів товщиною Б - 0,62см. Після цього вироби поміщають у ємність з розчином. Заготовку витримують у розчині до повного насичення, у результаті чого одержують виріб із заданими бо фізико-механічними і радіаційно-захисними властивостями. Після цього кожну заготовку висушують.F) the remaining part of the tungsten powder and the resulting mixture are mixed to a homogeneous state. From the resulting mixture, form blanks of products with a thickness of B - 0.62 cm. After that, the products are placed in a container with a solution. The workpiece is kept in the solution until full saturation, as a result of which a product with specified physical-mechanical and radiation-protective properties is obtained. After that, each workpiece is dried.
Пропонований спосіб дозволяє одержувати радіаційно-захисні вироби заданої товщини за відомою методикою шляхом попереднього визначення кількості дисперсного наповнювача, що забезпечує аномальне поглинання випромінювання на одному еталонному матеріалі, складеному з тих же компонентів. Для іншого складу й інших умов його експлуатації складають еталонний матеріал з урахуванням технологічних параметрів і б5 по тій же методиці визначають кількість дисперсного наповнювача, що забезпечує аномальне поглинання випромінювання для даного складу. Спосіб дозволяє моделювати склад компонентів на ЕОМ.The proposed method makes it possible to obtain radiation-protective products of a given thickness according to a known technique by preliminary determination of the amount of dispersed filler, which ensures anomalous absorption of radiation on one reference material composed of the same components. For a different composition and other conditions of its operation, a reference material is made taking into account the technological parameters, and b5 using the same methodology, the amount of dispersed filler that ensures anomalous absorption of radiation for this composition is determined. The method allows simulating the composition of components on a computer.
Відомий спосіб дозволяє одержувати радіаційно-захисні вироби з композиційних матеріалів, посилених дисперсними наповнювачами з урахуванням явища аномального поглинання випромінювання.The known method makes it possible to obtain radiation-protective products from composite materials reinforced with dispersed fillers taking into account the phenomenon of anomalous absorption of radiation.
Сполучення двох технологічних напрямків для виготовлення радіаційно-поглинаючих виробів, першого, заснованого на введенні радіаційно-поглинаючого наповнювача в композицію і другого - насичення поверхні отриманого виробу радіаційно-поглинаючого наповнювачем в процесі його виготовлення дозволить забезпечувати захист меншою кількістю наповнювача і відповідно меншою товщиною виробу.The combination of two technological directions for the manufacture of radiation-absorbing products, the first based on the introduction of a radiation-absorbing filler into the composition and the second - saturation of the surface of the received product with a radiation-absorbing filler during its manufacture will allow protection with a smaller amount of filler and, accordingly, a smaller thickness of the product.
Орієнтовно оцінити зменшення товщини композиційного виробу можна з порівнянь даних таблиць:You can roughly estimate the reduction in the thickness of the composite product by comparing the following tables:
У таблиці 1 приведені дані, отримані для різної товщини керамічної цегли без порошку вольфраму.Table 1 shows the data obtained for different thicknesses of ceramic bricks without tungsten powder.
Хосславлентя ТИХ 67236 54650 26,Khosslavlentya Tikh 67236 54650 26,
У таблиці 2 приведені зміни коефіцієнта ослаблення отримані для різної товщини керамічної цегли Кі - на стадії одержання заготовки, що містить порошок вольфраму, і Клогл - на стадії одержання готової цегли.Table 2 shows the changes in the attenuation coefficient obtained for different thicknesses of ceramic bricks Ki - at the stage of obtaining a blank containing tungsten powder, and Klogl - at the stage of obtaining a finished brick.
Куослаєття (182225 ови св? пот ослаблення ПІБ леKuoslaettya (182225 ovy sv? pot weakening PIB le
У таблиці З приведені зміни лінійного коефіцієнта ослаблення, отримані для виробу з гуми товщиною Б -Table C shows changes in the linear attenuation coefficient obtained for a rubber product with thickness B -
О,62см і щільністю р - О,65г/см3. сч 5 о о ревтрьвтсоюо о0.62 cm and density p - 0.65 g/cm3. sch 5 o o revtrvtsoyuo o
Пропонований винахід дозволяє задавати характеристики виробу для захисту від необхідного рівня радіації і о шляхом ефективного сполучення дисперсного наповнювача з обраною матрицею зменшувати товщину виробу зі «о збереженням необхідних фізико-механічних властивостей.The proposed invention allows you to set the characteristics of the product to protect against the required level of radiation and by effectively combining the dispersed filler with the selected matrix to reduce the thickness of the product while preserving the necessary physical and mechanical properties.
Спосіб дозволяє зменшити товщину виробів і масу систем для захисту, при цьому коефіцієнт лінійного З ослаблення збільшується в З рази (у залежності від енергії випромінювання). На практиці коефіцієнти можуть ча регулюватися кількістю УДЧ, необхідною для рішення кожної конкретної інженерної задачі.The method makes it possible to reduce the thickness of products and the mass of systems for protection, while the coefficient of linear З attenuation increases by 3 times (depending on the radiation energy). In practice, the coefficients can be adjusted by the amount of UHF required to solve each specific engineering problem.
Крім того, спосіб виготовлення радіаційно-захисного матеріалу відрізняється простотою і низькою вартістю, не вимагає значних витрат часу й енергії дозволить розширити номенклатуру радіаційно-захисних композиційних виробів заданої форми і розмірів з використанням широкого спектра компонентів. « - сIn addition, the method of manufacturing radiation-protective material is characterized by simplicity and low cost, does not require significant expenditure of time and energy, and will allow to expand the range of radiation-protective composite products of a given shape and size using a wide range of components. " - with
Claims (1)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003065647A UA74603C2 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Method for producing articles for protection against radiation |
| PCT/UA2003/000039 WO2004112052A1 (en) | 2003-06-18 | 2003-10-17 | Method for producing radiation protection articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003065647A UA74603C2 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Method for producing articles for protection against radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA74603C2 true UA74603C2 (en) | 2006-01-16 |
Family
ID=33550799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003065647A UA74603C2 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Method for producing articles for protection against radiation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA74603C2 (en) |
| WO (1) | WO2004112052A1 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1901624A1 (en) * | 1969-01-14 | 1970-08-13 | Sigri Elektrographit Gmbh | Foam charcoal, process for making and using the same |
| DE2752040C3 (en) * | 1977-11-22 | 1981-10-08 | Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, 8000 München | Neutron absorber plates based on boron carbide and carbon and process for their manufacture |
| FR2598550B1 (en) * | 1986-05-07 | 1989-10-20 | Quille Entreprise | HIGH-DURABILITY CONCRETE COMPOSITION, CONCRETE OBTAINED AND APPLICATION TO THE PRODUCTION OF DRUMS OR ENCLOSURES TO CONTAIN HAZARDOUS WASTE |
| RU2006493C1 (en) * | 1992-08-14 | 1994-01-30 | Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов | Method of treatment of porous articles |
| RU2131859C1 (en) * | 1995-01-27 | 1999-06-20 | Киприянов Андрей Иванович | Process of manufacture of members of construction articles |
| RU2121177C1 (en) * | 1997-09-30 | 1998-10-27 | Поттер Текнолэджис Корп. (Potter Technologies Corp.) | X-ray absorbing material (options) |
-
2003
- 2003-06-18 UA UA2003065647A patent/UA74603C2/en unknown
- 2003-10-17 WO PCT/UA2003/000039 patent/WO2004112052A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2004112052A1 (en) | 2004-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0817709B1 (en) | Method for the manufacture of cementitious slab products | |
| Bentz et al. | Preliminary observations of water movement in cement pastes during curing using X-ray absorption | |
| Pusch et al. | Impact of microstructure on the hydraulic conductivity of undisturbed and artificially prepared smectitic clay | |
| Liu et al. | Water infiltration and swelling pressure development in GMZ bentonite pellet mixtures with consideration of temperature effects | |
| CN110105743A (en) | A kind of unleaded X, gamma ray shielding material and preparation method thereof | |
| US4203936A (en) | Water slurry process for manufacturing phenolic resin bonded friction materials | |
| Iqbal et al. | Efficient immobilization of ionic corrosion products by a silica-hydroxyapatite composite via a cold sintering route | |
| Liu et al. | Temperature and alkaline solution effects on the hydro-mechanical behaviours of GMZ bentonite pellet mixtures | |
| US2592345A (en) | Method for producing lightweight concrete | |
| CN1639409A (en) | Bio-sheet material and its manufacturing method and apparatus | |
| US4207116A (en) | Granulated material and process for the production of granulated materials | |
| Bar-Nes et al. | The combined effect of radiation and carbonation on the immobilization of Sr and Cs ions in cementitious pastes | |
| Yeqing et al. | Structural evolution of hydrated cement compacts | |
| EP0264521A2 (en) | Double-walled transport container for radioactive material | |
| WO2004112052A1 (en) | Method for producing radiation protection articles | |
| US3660223A (en) | Rigid, flexible and composite solid objects having cellulose containing rice hull particles and radiation induced polymer and method of making same | |
| JP3683726B2 (en) | Method for producing humidity-controllable building material and humidity-controllable building material | |
| IL33706A (en) | Altering the properties of concrete by altering the quality or geometry of the intergranular contact of filler materials | |
| EP0026945B1 (en) | Method and device for lining hollow shaped parts on the interior | |
| JP2525790B2 (en) | Method for solidifying radioactive waste | |
| JP2005247635A (en) | Plasterboard having environment improving function | |
| RU2361300C1 (en) | Method for conditioning of liquid radioactive wastes | |
| JP6272680B2 (en) | Adsorption layer construction method | |
| US3252813A (en) | Mineral-bound material | |
| RU2813695C1 (en) | Method for immobilization of organic liquid radioactive waste |