ЭЛАСТИЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ РЕНТГЕНОВСКОГО И ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЙ
ELASTIC MATERIAL FOR PROTECTION FROM X-RAY AND GAMMA RADIATION

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/м<sup>3</sup>
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.