КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА (ВАРИАНТЫ)

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА (ВАРИАНТЫ)


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2263983 (13) C2

(51) 7 G21F1/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.11.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003134234/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.11.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.11.25 
(43) Дата публикации заявки: 2005.05.10 
(45) Опубликовано: 2005.11.10 
(56) Аналоги изобретения: RU 2187483 C1, 20.08.2002. RU 2187855 C2, 20.08.2002. GB 2225479 A, 30.05.1990. WO 99/66512 A2, 23.12.1999. 
(72) Имя изобретателя: Погодаев А.М. (RU); Васильев Ю.В. (RU); Кирко В.И. (RU); Гурков В.И. (RU); Нагибин Г.Е. (RU); Колосова М.М. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Научно-исследовательский физико-технический институт Красноярского государственного университета Министерства образования Российскрой Федерации (НИФТИ) (RU) 
(98) Адрес для переписки: 660041, г.Красноярск, пр. Свободный, 79, КрасГУ, отдел интеллектуальной собственнности 

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА (ВАРИАНТЫ)
Изобретение относится к области защиты от ионизирующего излучения. Сущность изобретения: композиция для получения радиационно-защитного материала содержит в качестве связующего огнеупорную глину. Кроме того, она содержит полученный спеканием из оксидов свинца, кремния и бария наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид свинца 15-40; оксид бария 35-65; оксид кремния 5-15; огнеупорная глина 5-20. Композиция для получения радиационно-защитного материала также может включать наполнитель, полученный спеканием из оксидов свинца, кремния, бария и олова. В этом случае композиция имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: оксид свинца 15-40; оксид бария 25-55; оксид кремния 5-15; оксид олова 10; огнеупорная глина 5-20. Преимущества изобретения заключаются в повышении эффективности ослабления ионизирующего излучения и повышении термофизических свойств. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к материалам для защиты от ионизирующих излучений и предназначено для создания защитных конструкций и изготовления средств биологической защиты для персонала в технической, медицинской и научно-исследовательских областях применения ядерных технологий.

Известна композиция для получения радиационно-защитного материала, содержащая полимерное вяжущее и наполнитель [а.с. СССР №1519440, кл. G 21 F 1/02, 1989 г.].

Недостатком такой композиции является невысокая эффективность ослабления рентгеновского излучения получаемым из нее материалом.

Известна строительная смесь, включающая стекловяжущее - молотое стекло, стеклозаполнитель - дробленное стекло и жидкое стекло и добавку гипса при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 58,1-70,5; В 2O3 0,1-3,7; CaO - 0,2-6,0; BaO - 0,2-12,0; PbO 0,2-13,0; Al2О3 2-6; Na2 O 3-7; K2O 8-10, жидкое стекло плотностью 1,21-1,25 г/см и добавку гипса при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: молотое стекло 100, дробленное стекло 50-300, жидкое стекло 30-60 и гипс 1-26 [RU, патент № 2187483, кл. С 04 В 28/26, опубл. 20.08.2002 г. (прототип)].

Недостатки этой композиции заключаются в том, что использование механических смесей оксидов, имеющих различные термодинамические характеристики, приводит к снижению прочностных и ухудшению термофизических характеристик конечного продукта, а при долговременном использовании сопровождается неконтролируемым изменением его свойств.

Технический результат изобретения заключается в оптимизации эффективности ослабления получаемым материалом ионизирующих излучений в зависимости от спектра, а также в повышении термофизических свойств и механической прочности защитных конструкций.

Технический результат достигается тем, что композиция для получения радиационно-защитного материала по первому варианту, содержащая связующее и в качестве наполнителя оксиды свинца, кремния и бария, согласно изобретению содержит полученный спеканием из оксидов свинца, кремния и бария наполнитель и в качестве связующего огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид свинца 15-40 
Оксид бария 35-65 
Оксид кремния 5-15 
Огнеупорная глина 5-20 


Согласно второму варианту изобретения новым является то, что она содержит полученный спеканием из оксидов свинца, кремния, бария и олова наполнитель и в качестве связующего огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид свинца 15-40 
Оксид бария 25-55 
Оксид кремния 5-15 
Оксид олова 10 
Огнеупорная глина 5-20 


Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемые композиции отличаются от прототипа качественным составом и количественным соотношением компонентов. Объединение этих двух технических решений в одну заявку связано с тем, что оба изобретения решают одну и ту же задачу принципиально одним и тем же путем, но не могут быть объединены одним пунктом формулы. 

В табл.1 приведены составы композиций радиационно-защитных материалов.

Таблица 1. 
№ Содержание компонентов наполнителей, % мас. 
PbO BaO* SiO 2 огнеупорная глина SnO2 
Б1 15.0 65,0 15.0 5.0 - 
Б2 33.0 45,0 9.0 13.0 - 
БЗ 40.0 35.0 5.0 20.0 - 
Б4 33.0 35,0 9.0 13.0 10.0 


В качестве компонентов наполнителя используются твердые растворы оксидов свинца и кремния в силикатах бария, возможна замена 10% ВаО на оксид олова 10% SnO2.

Наполнитель готовят следующим образом. Навески оксидов металлов подвергают совместному помолу в керамической шаровой мельнице. В полученный материал добавляют воду и тщательно перемешивают, после чего прессуют таблетки под давлением 100-200 кг/см2. Высушенные в течение 12 часов при температуре 60°С таблетки помещают в печь и в течение часа плавно поднимают температуру до заданной (1000-1200°С) в зависимости от состава. Время изотермической выдержки спекания материала составляет 30-90 минут и определяется степенью приближения температуры спекания материала к линии солидуса оксидной системы, образованной компонентами наполнителя. В процессе спекания материала, состоящего из оксидов металлов, происходит синтез прочных химических соединений - силикатов бария (n-BaO-SiO 2) и, как следует из диаграммы состояния системы m-PbO-SiOr n-BaO-SiO2, растворение в нем оксидов свинца и кремния, что подтверждается рентгенофазным анализом образцов наполнителей. 

Полученный путем спекания оксидов металлов наполнитель подвергают помолу до фракции 0,15 мм, что и является исходным материалов для получения керамики.

Для получения керамики в наполнитель вводят 5-20% огнеупорной глины, полученную шихту увлажняют и тщательно перемешивают, а затем прессуют цилиндры диаметром 50 мм и разной высоты, высушенные цилиндры обжигают в печи при температуре 900-1200°С в течение 3 часов.

Полученные изделия испытывались на их способность поглощать ионизирующие излучения.

Рентгенозащитные свойства материалов испытывались с использованием источника монолинии гамма-излучения с энергией 0.662 МэВ - 135Cs и рентгеновского аппарата РУП-3 с напряжением на аноде 250 кВ и током 8 мА.

Результаты испытаний материалов на способность ослаблять рентгеновское и гамма-излучение приведены в табл.2, 3.

Таблица 2

Характеристики материалов по поглощению гамма-излучения 
Материал Zэфф Е =0.662 МэВ Е ,=0.662 МэВ m E =0.662 МэВ Т пл., °С Плотность , г/см3 
Pb 82 1.118 0.0986 327 11.34 
Б1 59 0.354 0.0868 1200 4.08 
Б2 63 0.379 0.0865 1100 4.38 
Б3 73 0.426 0.0973 950 4.39 
Б4 62 0,365 0,0863 1100 4.36 
Таблица 3

Кратность ослабления мощности экспозиционной дозы для рентгеновского источника с напряжением на аноде U=250 кВ и анодном токе 8 мА 
Разработанные 
Материал Б1 Б2 Б3 Б4 
D, мм 3.5 7.0 13.5 3.5 7.0 13.8 3.5 7.7 13.2 3.5 7.0 13.8 
К 6.1 12.7 17.6 7.5 12.3 23.3 5.7 13.2 20.4 7.1 11.9 21.7 
Контрольные 
Материал Al Cu Pb 
D, мм 3.5 7.0 13.5 3.5 7.0 12.0 3.5 7.0 13.5 
К 1.1 1.2 1.9 3.8 6.0 9.2 13.2 20. 0 26.2 


Из приведенных данных видно, что использование изобретения обеспечивает получение защитного материала с оптимизированными характеристиками по степени ослабления для рентгеновского и гамма-излучения различных спектров. Для рентгеновских источников с рабочим напряжением на аноде до 300 кВ материалы обеспечивают защиту, сопоставимую со свинцовым экраном, при значительно более низких массах защиты в 2.7-2.9 раз.

Из разработанных керамических материалов можно изготавливать тигли, экраны с рабочей температурой до 1200°С, а также облицовочные плитки с последующим их покрытием глазурью и другие изделия. Кроме того, наполнитель и конечный продукт на керамической основе обладают низкой токсичностью и высокой устойчивостью к воздействию факторов окружающей среды, а также к изменению своих характеристик со временем, что позволяет использовать такие материалы для долговременных конструкций, включая объекты долговременного и окончательного захоронения отходов ядерного цикла.

Предлагаемые материалы прозрачны для электромагнитного излучения, что подтверждено испытаниями в лабораторной индукционной печи с частотой 2500 герц. Из них можно изготавливать изделия (емкости, трубы, плитки и т.д.), предназначенные для работы в широком интервале температур, при этом в зависимости от предназначения может выбираться различный вяжущий материал.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Композиция для получения радиационно-защитного материала, содержащая связующее и в качестве наполнителя оксиды свинца, кремния и бария, отличающаяся тем, что она содержит полученный спеканием из оксидов свинца, кремния и бария наполнитель и в качестве связующего огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид свинца 15-40; оксид бария 35-65; оксид кремния 5-15; огнеупорная глина 5-20.

2. Композиция для получения радиационно-защитного материала, содержащая связующее и в качестве наполнителя оксиды свинца, кремния и бария, отличающаяся тем, что она содержит полученный спеканием из оксидов свинца, кремния, бария и олова наполнитель и в качестве связующего огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид свинца 15-40; оксид бария 25-55; оксид кремния 5-15; оксид олова 10; огнеупорная глина 5-20.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru