核救灾机器人对核事故现场救援和灾后处理具有重要意义,而核救灾机器人的电子器件易因受γ射线照射而失效,材料屏蔽的方法可提高电子器件的耐辐射性能。本文综合考察了Ni-W、W-Ni及钨镍合金三种复合结构模型的屏蔽性能。采用蒙特卡罗方法分别计算了不同材料厚度、元素体积比和屏蔽层数下三种模型的γ射线透射能谱。结果发现:采用Ni-W或钨镍合金方式的屏蔽效果较好,特别是在低能范围(0-0.6 Me V)优势更加明显。钨含量增加后三种模型的屏蔽结果趋近。同时,层数变化和辐照源为单向面源或单向点源对屏蔽结果影响不大。
针对核电站内高放射性、高湿热、强腐蚀的恶劣物化环境,设计制作了一种新型耐高温环氧树脂基中子屏蔽复合材料。该材料以AFG90-H环氧树脂为基体,在42 k Gy辐照环境下,其玻璃化转变温度可达262oC,弯曲强度仅下降1.63%,中子屏蔽性能明显优于常见高密度聚乙烯(High density polyethylene,HDPE)、石蜡、6002环氧树脂(Epoxy resin,EP)等材料。加入B4C颗粒后,材料中子屏蔽性能和耐高温力学性能得到显著提升,且耐酸碱腐蚀性能保持不变。综合实验表明,该复合材料具有耐高温、耐辐射、耐酸碱腐蚀等优点,且密度小,适合作为移动式探测设备中子屏蔽防护层使用。
