低本底实验室屏蔽结构 |
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| 申请号 | CN201510631383.7 | 申请日 | 2015-09-28 | 公开(公告)号 | CN106340335A | 公开(公告)日 | 2017-01-18 |
| 申请人 | 中国辐射防护研究院; | 发明人 | 罗晓渭; 李小明; 郭俊; 郭朝选; 张铻; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 辐射 防护 设施，具体涉及一种用于构建大空间环境的低本底实验室屏蔽结构，包括采用 混凝土 浇筑形成的外层屏蔽结构，以及由至少两层金属屏蔽层组合而成的内层屏蔽结构，所述的内层屏蔽结构的相邻金属屏蔽层之间设有 支撑 骨架，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。本发明能够降低实验室周围环境中 放射性 对本底的影响，极大降低实验室自然本底，有效地提高探测器灵敏度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低本底实验室屏蔽结构，其特征在于：包括采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构(1)，以及由至少两层金属屏蔽层组合而成的内层屏蔽结构，所述的内层屏蔽结构的相邻金属屏蔽层(2、3)之间设有支撑骨架(4)，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。 |
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| 说明书全文 | 低本底实验室屏蔽结构技术领域背景技术[0002] 随着核能技术的发展应用，核活动越来越频繁，环境中放射性物质的来源更为复杂多样，放射性物质对人体的危害受到了公众的广泛关注。α/β检测仪、γ谱仪等已广泛应用于辐射防护、环境监测、科学研究等领域，以γ谱仪为例，其使用环境的本底水平是影响其探测下限的重要因素。目前我国低本底实验室主要采用混凝土浇筑后上钢覆面，对建材自身的放射性屏蔽效果不理想，不能称为真正意义上的“低本底”环境。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种实验室屏蔽结构以实现较大空间的低本底环境，并能够在辐射防护领域进行推广应用。 [0004] 本发明的技术方案如下：一种低本底实验室屏蔽结构，包括采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构，以及由至少两层金属屏蔽层组合而成的内层屏蔽结构，所述的内层屏蔽结构的相邻金属屏蔽层之间设有支撑骨架，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。 [0006] 进一步，如上所述的低本底实验室屏蔽结构，其中，所述的粉末状屏蔽材料包括镉粉末、有机玻璃粉末、钢砂中的一种或多种。 [0008] 进一步，如上所述的低本底实验室屏蔽结构，其中，所述的采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构的厚度大于500mm。 [0009] 本发明的有益效果如下：本发明所提供的实验室屏蔽结构消除了次级宇宙射线中的电子、质子、低能光子等软成份对本底的影响，降低实验室周围环境中放射性对本底的影响，极大降低实验室自然本底，有效地提高了探测器灵敏度。屏蔽结构所形成的大空间低本底环境有效降低样品测量中探测器对核素的探测下限，用于环境样品和其它样品的γ谱、α谱、总α、总β、低能β等分析测量，特别是用于未受污染的水、土壤以及生物样品等极低水平放射性测量。较大的低本底环境还可同时容纳多台仪器，实验室样品检测能力和水平都有大幅提高。附图说明 [0010] 图1为本发明低本底实验室屏蔽结构的示意图。 具体实施方式[0011] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。 [0014] 金属屏蔽层：由铅板、碳钢板、不锈钢板、铜板等不同屏蔽物质的两层或多层组合而成(选用存放多年的老铅老铁作屏蔽物质最佳)。铅板能够进一步屏蔽次级宇宙射线中的电子、质子、低能光子等软成份以及周围环境中产生的射线并有效屏蔽建材中所含核素对室内本底的影响。碳钢板能够有效屏蔽宇宙射线在铅屏蔽体内产生的低能散射射线等次级辐射。不锈钢板能够进一步屏蔽由于射线与物质的相互作用而在屏蔽材料中产生次级射线以及屏蔽材料本身的放射性。作为较好的实现形式，可以从外到内依次设置铅板、碳钢板、不锈钢板三种屏蔽物质，形成三层金属屏蔽层。 [0015] 通过多层复合屏蔽，消除了次级宇宙射线中的软成份和实验室周围环境中的放射性对本底的影响，极大降低实验室自然本底，形成γ辐射本底值≤30nGy/h的大空间。 [0016] 在内部屏蔽结构层相邻的金属屏蔽层之间增加支撑骨架，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。在实施过程中如若原设计屏蔽层未达到低本底的设计要求，可根据具体的周围环境，在空腔内增加镉粉末、有机玻璃粉末、钢砂等粉末状屏蔽材料，达到控制内部环境本底的目的。 [0017] 实施例 [0018] 本实施例所提供的低本底实验室建于地下一层，有效降低宇宙射线的影响。 [0019] 通过增加墙体厚度以降低宇宙射线和实验室外部环境中土壤、水等对本低值的影响。实验室墙体用混凝土浇筑，形成外层屏蔽结构，所选用水泥、石英砂、石英石、减水剂和预埋件等建材中放射性核素226Ra、232Th、40K的含量处于较低水平。 [0020] 选取低剂量率铅板、碳钢板、不锈钢板、铜板等材料制作金属屏蔽层，由两层或多层金属屏蔽层组合形成内层屏蔽结构，进一步降低建材中天然核素和宇宙射线的影响。 [0021] 如图1所示，外层屏蔽结构1由混凝土浇筑，形成较大的室内空间。内层屏蔽结构的第一金属屏蔽层2采用铅板或铜板或碳钢板，第二金属屏蔽层3采用不锈钢板。在第一金属屏蔽层2和第二金属屏蔽层3之间设置由碳钢型材组成的支撑骨架4。所有覆面焊接成一整体结构，在增加屏蔽层厚度的同时也保证整个低本底实验室的金属覆面成为一个平整的气密容器，以防止建筑物析出的氡进入室内，进一步降低室内空气吸收剂量率。如果原设计屏蔽层未达到低本底的设计要求，可根据具体的周围环境，在支撑骨架形成的空腔内增加镉粉末、有机玻璃粉末、钢砂等粉末状屏蔽材料，从而进一步控制内部环境本底。 |
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