防輻射和耐輻射玻璃總結(jié)

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1、防輻射玻璃摘要木文從兩個方而（抗輻射玻璃和耐輻射玻璃）入手簡要介紹來了玻璃在輻射條件下面臨的問題和一些解決問題的方法。在ZF3玻璃的基礎(chǔ)上，TiO2代替部分PbO,用A12O3代替部分SiO2,調(diào)整玻璃組分，改善玻璃結(jié)構(gòu)，降低玻璃含鉛量的同時，能夠存效的提高玻璃的防輻射能力。闡述輻射致玻璃著色的機理，簡述提高玻璃耐輻射能力的途徑，介紹Ce4+提高玻璃耐輻射能力的機理以及一些被廣泛關(guān)注的耐輻射玻璃。引言隨著核工業(yè)，航天事業(yè)以及放射民學(xué)的發(fā)展，同時，普通玻璃對射線的吸收能力弱并且在輻射條件下，其物理，化學(xué)，電學(xué)和機械等性能都將發(fā)生變化，這就對玻璃的防輻射和耐輻射性質(zhì)提出要求。玻璃對高能輻射

2、的吸收能力與玻璃的密密切相關(guān)，國內(nèi)外的玻璃工作者和從事防輻射的人員都在積極尋求密度大的材料作為防護材料，顧在玻璃成分中引入秉金屬元素，如鉛，鋇，鉍等。其中秉鉛玻璃匕被廣泛的應(yīng)用于防輻射領(lǐng)域。我國生產(chǎn)的ZF7玻璃的鉛含量最高，玻璃密度達5.19g/cm3,鉛當(dāng)量為0.43。在玻璃中盡管隨鉛含量的增加，密度增加，但防輻射能力的提高卻受到了一定的限制。同時，鉛作為一種重金屬元素，對人體，對環(huán)境的危害都比較大。我們希望能夠通過其他途徑，提高玻璃防輻射能力的同時能夠降低玻璃中的秉金屬含O高能射線能夠破壞玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成大量自由電子，使玻璃中的陽離子還原，致使玻璃著色，降低玻璃的白光透過率，同

3、時，由于玻璃結(jié)構(gòu)的破壞，增加了光纖的損耗。再輻射條件下不變色的玻璃（即耐輻射玻璃）主要用于原子反應(yīng)堆和熱室附近的觀察窗包括醫(yī)院放射醫(yī)療室的觀察窗及光學(xué)儀器，如潛望鏡等和適應(yīng)于核戰(zhàn)爭條件下得軍用光學(xué)儀器。因此，耐輻射玻璃的發(fā)展對核事業(yè)和放射醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展有重要意義。眾所周知，航天航空頌域中對玻璃材料的要求非常嚴(yán)格，除了熱穩(wěn)定性和機械強速等性能指標(biāo)外，另一個非常重要的指標(biāo)就是玻璃的的耐輻射性能。我們希望通過加入稀土元素，調(diào)整玻璃的組成成分以及各組成成分的含量，達到改善玻璃結(jié)構(gòu)，提高玻璃的耐輻射能力。二.防輻射玻璃和耐輻射玻璃（一）防福射玻璃玻璃的防輻射能力主要取決于它對射線能量的吸收能力。

4、經(jīng)典理論認為，玻璃對高能射線能量的吸收能力可按下式計算：I=WP=0）P⑴=x°y）式中:IQ為初始射線強度和通過玻璃后的射線強度；t為玻璃厚度；U為窄射線的吸收系數(shù);P為玻璃密度;田為玻璃吸收系數(shù);fMxoy為玻璃中各組成氧化物的質(zhì)量百分比;cx）Mxoy為玻璃組成中各氧化物的質(zhì)量吸收系數(shù)。從上式可見，玻璃對高能輻射的吸收決定于其組分的質(zhì)量吸收系數(shù)及其密度。而玻璃的密度更力直觀，同時，玻璃的成分和結(jié)構(gòu)是影響其防輻射能力的重要因素。玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越緊密防輻射能力越強。根據(jù)這一觀點，通過調(diào)整鉛玻璃的組成，改變玻璃結(jié)構(gòu)，制得密度較低且具有高防輻射能力的新型玻璃。在ZF3玻璃的基礎(chǔ)上，調(diào)整玻

5、璃的組成。利用混合堿效應(yīng)提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，K2O與Na2O質(zhì)量比等于2.5?7.4時，化學(xué)穩(wěn)定性最好;以A12O3取代SiOjj含量在8%（以質(zhì)量計，下同）左右時，玻璃的耐酸性出現(xiàn)了極小值，即發(fā)生了眾所周知的鋁反常”現(xiàn)象；隨著TiO2取代PbO的含量增加，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性明顯提高，當(dāng)丁幻2含景達到4.9%時，耐酸性己提高一個數(shù)景級。但TiO2的含景過多，使玻璃工藝性能變壞，丁心2與PbO質(zhì)量比最佳值為1:12。玻璃的最佳組成配方列于下表。表1玻璃組成Table1GlasscompositionwI%SiO2PI)0Na：OK20TiO]AI2O3As2（）3MO32.047.01.

6、23.04.12.60.59.0在ZF3玻璃的基礎(chǔ)上，用TiO2代替部分PbO,用A12O3代替部分SiO2得到的玻璃，在與傳統(tǒng)高鉛玻璃的對比實驗中得知，滿足各種常見性能要求的同時明顯提高了玻璃對高能射線的防護能力。表5防輻射能力對比Table5Comparisonofirradiation-proofabilityDecayamplitude/cmDensityLeadequivalentSample:1.52P/g?cm(samplethick25

7、.352.344.100.56Itis(liemultipleofthevalueoforiginalirradiationproofability:Allcomparedwitlitheleadequivalentwhichisconsideredas1.該玻璃組成中鉛的含景較低，玻璃密度也較低(4.10g，cm_3)，而鉛當(dāng)景卻高于鉛含量高、且密度較大(4.77g.cnf3)的ZF。玻璃。當(dāng)玻璃樣品的厚度為lmm時，其鉛當(dāng)量為0.95,幾乎