具有磁性的輻射防護(hù)物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有磁性的福射防護(hù)物
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)與2014年4月2日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)61/974, 298相關(guān)并要求其優(yōu) 先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)W引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明總體上設(shè)及使福射衰減的系統(tǒng)和方法。更具體而言，本發(fā)明設(shè)及福射 防護(hù)物（radiationshield)領(lǐng)域，該福射防護(hù)物包含聚合物、磁性材料和衰減材料 (attenuatingmaterial)，其中所述衰減材料分散遍布于聚合物中。
【背景技術(shù)】
[0004] 已有多種系統(tǒng)被用于保護(hù)人類(lèi)和設(shè)備免受福射的危害。例如，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)明已 經(jīng)利用了重且相對(duì)較硬的鉛防護(hù)屏，通過(guò)為病人和醫(yī)務(wù)人員設(shè)置鉛防護(hù)屏，來(lái)防止為了分 析和治療而放出福射的醫(yī)療過(guò)程的危害。
[0005] 在核電站，員工受到的福射量被嚴(yán)密監(jiān)控。當(dāng)福射曝露劑量達(dá)到某個(gè)水平，就強(qiáng)制 員工停止工作一段時(shí)間，W致有顯著的停工時(shí)間。解決核電站的福射曝露問(wèn)題的傳統(tǒng)方法 是鉛毛毯（leadwoolblankets)或鉛片。鉛毛毯用于臨時(shí)地或永久地制作屏蔽墻、包裝放 出福射的設(shè)備的管道和其他部件、或者用于罩住諸如閥口等設(shè)備，從而限制從福射源逸出 的福射強(qiáng)度。鉛存在環(huán)境問(wèn)題且處理起來(lái)既困難又費(fèi)錢(qián)。聚合物基福射防護(hù)物已用于核電 站。類(lèi)似于鉛毯，傳統(tǒng)的聚合物基福射防護(hù)物是通過(guò)夾子、鉤子或綁繩等固定在它們要屏蔽 的目標(biāo)上。鉛毯和聚合物基福射防護(hù)物通常都難W搬運(yùn)，且安裝和移除都耗費(fèi)時(shí)間。
[0006] 盡管已知有多種繁瑣的方法和系統(tǒng)用來(lái)防止有害的福射，仍需要一種有效、且安 裝快速而簡(jiǎn)單的系統(tǒng)和方法來(lái)保護(hù)個(gè)人免受福射的危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明包括一種福射衰減防護(hù)物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述福射防護(hù)物 包含聚合物、福射衰減材料和磁性材料。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述福射防護(hù)物包 含10體積％至70體積％的磁性材料，5體積％至55體積％的衰減材料和20體積％至85 體積％的聚合物。所述福射衰減材料和磁性材料可分散在聚合物中，W形成所述防護(hù)物的 衰減層。此外，可將磁性材料層設(shè)置成郵鄰或包裹著所述衰減層。
[000引本發(fā)明還包括一種制作福射衰減防護(hù)物的方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所 述方法包括W下步驟：將聚合物、福射衰減材料和磁性材料滲混形成混合物，將所述混合物 加入模具中，使所述混合物定形或硬化而形成硬化的混合物，W及從模具中移除所述硬化 的混合物。所述方法還可W包括將聚合物和催化劑滲混W及/或者將混合物固化的步驟。
[0009] 本發(fā)明還包括用于衰減福射的系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括 W下步驟：提供包含聚合物、福射衰減材料和磁性材料的福射衰減防護(hù)物，W及將所述福射 衰減防護(hù)物固定至某結(jié)構(gòu)。在該個(gè)實(shí)施方案中，所述福射防護(hù)物通過(guò)限制從該防護(hù)物出來(lái) 的福射，從而限制所述系統(tǒng)周?chē)母Ｉ淦芈丁?br>【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的福射防護(hù)物的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明的雙層福射防護(hù)物的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖。
[0012] 圖3為本發(fā)明的單層福射防護(hù)物的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖。
[0013] 圖4為本發(fā)明的另一實(shí)施方案的透視圖。
[0014] 圖5為本發(fā)明的在端部相連的福射防護(hù)物的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖。
[0015] 圖6為本發(fā)明的兩個(gè)彼此相鄰且各自在端部相連的福射防護(hù)物的透視圖。
[0016] 圖7為本發(fā)明的S層福射防護(hù)物的透視圖。
[0017]圖8為本發(fā)明的一個(gè)福射防護(hù)物或兩個(gè)福射防護(hù)物的相連端部的側(cè)視圖。
[0018] 圖9為本發(fā)明的一個(gè)福射防護(hù)物或兩個(gè)福射防護(hù)物的相連端部的側(cè)視圖。
[0019] 圖10為本發(fā)明的一個(gè)福射防護(hù)物或兩個(gè)福射防護(hù)物的相連端部的側(cè)視圖。
[0020] 圖11為本發(fā)明的一個(gè)福射防護(hù)物或兩個(gè)福射防護(hù)物的相連端部的側(cè)視圖。
[0021] 圖12為本發(fā)明的一個(gè)福射防護(hù)物或兩個(gè)福射防護(hù)物的相連端部的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明設(shè)及福射防護(hù)、W及用于福射防護(hù)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明所述福射防護(hù)物 優(yōu)選包括聚合物、福射衰減材料和磁性材料。所述福射防護(hù)物的具體組合物的配比、組成和 分散可根據(jù)優(yōu)選的柔性、福射衰減能力、所需的磁吸引力和所允許的組分或系統(tǒng)重量而變 化。雖然該里主要針對(duì)它作為福射防護(hù)物的應(yīng)用來(lái)加W描述，但應(yīng)清楚的是，本發(fā)明的所述 福射防護(hù)物和系統(tǒng)可提供附加的衰減和振動(dòng)阻巧和/或熱絕緣的好處。此外，該里描述的 所述福射防護(hù)物的主要組分可W與附加組分、添加劑和化合物滲混，而不違背本發(fā)明的精 神和范圍。
[0023] 如上所述，本發(fā)明所述福射防護(hù)物通常由至少W下=種主要組分組成；聚合物、福 射衰減材料、磁性材料。此外，所述福射防護(hù)物優(yōu)選為片或?qū)有问降臉?gòu)造，且可包括含有所 有該S種主要組分的單--個(gè)分散復(fù)合層（dispersedcompositelayer)、或者具有分散 復(fù)合層的多個(gè)層和/或具有不同的組分層的多個(gè)層。
[0024] 適合的聚合物的例子包括天然橡膠和合成橡膠。合成橡膠（也稱(chēng)作彈性體）的 柔性可使合成橡膠在某些應(yīng)用中更優(yōu)選。尤其優(yōu)選的聚合物的例子是液體有機(jī)娃橡膠，在 將催化劑加入配方后，它可通過(guò)熱固化或空氣固化而得到柔性固體。當(dāng)必須在定形時(shí)間短 的約束條件下制得福射防護(hù)物時(shí)，熱固化液體有機(jī)娃橡膠可為優(yōu)選。能接受更大體積百分 比的福射衰減和/或磁性材料粉末加載量的有機(jī)娃彈性體液體也是高度優(yōu)選的。該些有 機(jī)娃通常具有較低的粘度（如10,OOOcps-40,OOOcps)，有限的填料（如較長(zhǎng)的己締基類(lèi)而 不是較短的己締基類(lèi)），且沒(méi)有氣相二氧化娃。本發(fā)明中用于福射防護(hù)物的液體有機(jī)娃橡 膠的例子包括聚甲基己締基硅氧烷和氨封端的聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane hy化ogenterminated)(通過(guò)使用硅烷轉(zhuǎn)移電子實(shí)現(xiàn)氨封端）。通常粘度為約90,OOOcps 或更高的觸變型液態(tài)合成橡膠一般不是優(yōu)選的，該是因?yàn)閺椥泽w的填料含量已經(jīng)過(guò)高，從 而減少了包含聚有機(jī)硅氧烷的活性基團(tuán)的外層價(jià)電子層的可用電子。該樣有限的可用電子 密度減小了對(duì)加入的粉末的親和能力/結(jié)合能力。
[0025] 為了固化所選的聚合物，可在初始時(shí)將催化劑加入所述有機(jī)娃中，例如在任何"干 態(tài)"材料混入之前加入催化劑。催化劑的例子包括：銷(xiāo)，錫，鈕，錠，銷(xiāo)-締姪配合物，二月桂 酸二了基錫，辛酸二了基錫。銷(xiāo)在很多應(yīng)用中是特別優(yōu)選的催化劑。當(dāng)所述聚合物具有高的 硫酸根含量時(shí)，錫催化劑可能是優(yōu)選的。有機(jī)娃與催化劑的配比通常根據(jù)聚合物鏈中的活 性R基團(tuán)而變。在有機(jī)娃中，聚合物與催化劑的配比在10:1至1:1的范圍內(nèi)變動(dòng)。生產(chǎn)的催 化劑流體的活性化學(xué)成分通常約為1體積％至2體積％。剩余的量往往是為了使混合物聚 結(jié)而引入的載體聚合物。所述載體聚合物優(yōu)選為硅氧烷類(lèi)的，Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-R， 且通常為每個(gè)聚合物鏈不長(zhǎng)于6個(gè)有機(jī)娃分子。
[0026] 本發(fā)明的合適的衰減材料包括；金屬，其對(duì)屏蔽伽馬射線、X射線和其他電磁福射 能量特別有用；和/或陶瓷材料，其對(duì)屏蔽中子福射特別有用。針對(duì)中子的陶瓷類(lèi)衰減材 料的例子包括：碳化棚和=水合侶。亂對(duì)于捕捉中子是特別有效