Радиационно-защитные свойства системы «жидкое стекло - отвердитель»
|
Радиационно-защитные свойства материалов определяются их химическим составом и плотностью упаковки образующейся структуры. Известно, что защиту от гамма-излучения обеспечивает содержание в материале химических элементов с высокой атомной массой, а ослабление быстрых нейтронов — легких элементов (особенно водорода в химически связанной воде). Зависимость эффективности ослабления тепловых нейтронов от атомной массы элементов имеет сложный характер; из химических элементов, содержащихся в компонентах разрабатываемого материала, особенно эффективен кремний. Очевидно, что для ослабления смешанного гамма-нейтронного излучения в состав материала должны входить элементы с различной атомной массой. Особенности структурообразования в системе «раствор гидросиликатов натрия — хлорид бария» способствуют формированию по всему объему материала сетки из продуктов химической реакции отверждения, состав которых представлен гидросиликатами бария, гидросиликатами натрия-бария, а также хлоридом натрия. Такие вещества содержат химические элементы, эффективно задерживающие фотоны (барий) и нейтроны различной энергии (водород, кремний). Это обеспечивает эффективное ослабление смешанного гамма-нейтронного излучения. Увеличение количества отвердителя приводит к изменению химического состава образующегося материала (табл. 31), повышается содержание бария и хлора, а количество других элементов уменьшается.  Плотность формирующейся структуры зависит от количества отвердителя и температуры структурообразования. Ее изменение закономерно отражается на защитных свойствах материала, оценку которых проводили: по отношению к гамма-излучению — по линейному коэффициенту ослабления гамма-излучения, а по отношению к нейтронному излучению — по коэффициенту выведения нейтронов спектра деления. Расчет указанных коэффициентов производили по традиционным методикам, погрешность которых не более 10 %. Изменение защитных свойств композиции «раствор гидросиликатов натрия — хлорид бария» от рецептурных и технологических факторов представлено в табл. 32.  Анализ табл. 32 показывает, что максимальными значениями коэффициента ослабления гамма-излучения обладают составы жидкостекольных вяжущих, твердеющих при температуре 20...25 °C. Наиболее эффективен состав, содержащий 75 % хлорида бария, т.е. имеющий большую среднюю плотность. Уменьшение количества отвердителя вследствие увеличения концентрации легких химических элементов (см. табл. 31) приводит к закономерному повышению значений коэффициента выведения нейтронов спектра деления. |
