技术领域
[0001] 本实用新型涉及
辐射防护技术领域，具体涉及一种带放射性屏蔽结构的低本底实验室。
背景技术
[0002] 近一段时间以来，由人类生产、生活等活动所引起的放射性照射
水平的升高受到越来越大的关注。环境中的放射性(包括放射性辐射)，按其来源可以分为天然的和人工的两大类。天然放射性无所不在，来源复杂多样，常见的有的α射线、β射线、γ射线和
中子射线。
[0003] α射线：是高速运动的带正电的氦
原子核。它的
质量大、电荷多，电离本领大。但穿透能
力差，在空气中的射程只有1～2厘米，通常用一张纸就可以挡住。
[0004] β射线：是高速运动的
电子流。它带付电荷，质量很小，贯穿本领比α粒子强，电离能力比α粒子弱。β射线在空气中的射程因其
能量不同而异，一般为几米。一通常用一般的金属板或有一定厚度的有机玻璃版、塑料版就可以较好地阻挡β射线对人的照射。
[0005] γ射线：是
波长很短的高能
电磁波。它不带电，不具有直接电离的功能，但可以通过和物质的相互作用间接引起电离效应。γ射线具有很强的穿透能力，在空气中的射程通常为几百米。而且可与物质作用产生次级电离，要想有效地阻挡γ射线，一般需要采用厚的
混凝土墙或重金属(如
铁、铅)板
块。
[0006] 中子射线：是由中性粒子组成的粒子流。不带电，穿透能力强。它像γ射线一样可通过和物质的相互作用产生的次级粒子间接地使物质电离。
[0007] 在
辐射防护、放射性检测和放射性科学研究试验过程中，放射性检测仪器的本底水平是影响探测下限的重要因素；环境中的放射性常常构成对人工放射性监测的一种干扰因素或本底读数，要区分人类活动对环境辐射水平的影响，必须扣除天然辐射本底的贡献。特别是进行微量或痕量样品放射性分析时，降低自然本底则是提高检测准确性的有效措施。
[0008] 目前，常规的低本底实验室主要由混凝土浇筑而成，再在墙面或房顶增加铅板，可以对α射线、β射线、γ射线起到一定的防辐射作用，但中子通过物质时具有很强的穿透力，且会与阻挡物质作用产生次级电离，上述实验室结构对中子射线的吸收效果不佳，实验室并不是真正的低本底环境。实用新型内容
[0009] 基于以上问题，本实用新型提供一种带放射性屏蔽结构的低本底实验室，可实现对中子的隔离与吸收，也能有效隔离次级电离产生的次级射线，保证了实验室内放射性的低本底环境；同时，隔离层包括多孔结构的
碳纳米板，可起到较好的保温、
隔热和吸隔声的作用。
[0010] 为解决以上技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：
[0011] 一种带放射性屏蔽结构的低本底实验室，包括房顶、
墙壁、
门、通
风系统和地板，房顶、墙壁和地板均由混凝土层、
铅屏蔽层、不锈
钢板层和可吸收中子的隔离层组成，且混凝土层、隔离层、铅屏蔽层和
不锈钢板层由室外到室内依次设置；隔离层由多孔结构的碳纳米板和附着于碳纳米板一表面的碳化
硼陶瓷层组成；门包括内钢板层和外钢板层，内钢板层与外钢板层之间设置有铅板夹层。
[0012] 进一步地，混凝土层厚度为1m，铅屏蔽层为20mm厚的铅板，碳纳米板的厚度为30mm，碳化硼陶瓷层的厚度为4mm。
[0013] 进一步地，门的内钢板层和外钢板层的厚度均为4mm，铅板夹层厚度为20mm。
[0014] 进一步地，铅屏蔽层、隔离层和不锈钢板层通过设置于混凝土层内表面的膨胀
螺栓固定，便于铅屏蔽层、隔离层和不锈钢板层的安装与拆卸，且铅屏蔽层不会直接与混凝土层粘连，可以实现实验室拆除后铅板的回收再利用。
[0015] 进一步地，不锈钢板层靠近室内的一面设置有亚光层，保证实验室内的光线均匀、柔和。
[0016] 进一步地，
通风系统包括设置在墙壁外的
过滤器、恒温恒湿装置和风机，过滤器的进风口与室内连通，过滤器的出风口与风机的进风口连通，风机的出风口与恒温恒湿装置的进风口连通，恒温恒湿装置的出风口通过穿过墙壁的送风管与室内连通。可稳定实验室的温湿度，实现实验室内的循环通风，并可
净化实验室内空气。
[0017] 与
现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的房顶、墙壁和地板均由混凝土层、铅屏蔽层、不锈钢板层和可吸收中子的隔离层组成，可实现对中子的隔离与吸收，也能有效隔离次级电离产生的次级射线，保证了实验室内放射性的低本底环境；同时，隔离层包括多孔结构的碳纳米板，可起到较好的保温、隔热和吸隔声的作用。
附图说明
[0018] 图1为本
实施例中的带放射性屏蔽结构的低本底实验室的结构示意图；
[0019] 图2为图1中局部A的放大示意图；
[0020] 图3为图1中局部B的放大示意图；
[0021] 其中：1、房顶；2、墙壁；3、门；4、地板；5、混凝土层；6、铅屏蔽层；7、不锈钢板层；8、碳纳米板；9、碳化硼陶瓷层；10、内钢板层；11、外钢板层；12、铅板夹层；13、过滤器；14、恒温恒湿装置；15、风机。
具体实施方式
[0022] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
[0023] 实施例：
[0024] 参见图1、图2和图3，一种带放射性屏蔽结构的低本底实验室，包括房顶1、墙壁2、门3、通风系统和地板4，房顶1、墙壁2和地板4均由混凝土层5、铅屏蔽层6、不锈钢板层7和可吸收中子的隔离层组成，且混凝土层5、隔离层、铅屏蔽层6和不锈钢板层7由室外到室内依次设置；隔离层由多孔结构的碳纳米板8和附着于碳纳米板8一表面的碳化硼陶瓷层9组成；门3包括内钢板层10和外钢板层11，内钢板层10与外钢板层11之间设置有铅板夹层12。
[0025] 在本实施例中，低本底实验室的房顶1、墙壁2和地板4均由混凝土层5、铅屏蔽层6、不锈钢板层7和可吸收中子的隔离层组成，混凝土层5即可实现对α射线和β射线的隔离与吸收；γ射线和中子射线的穿透力极强，其中大部分的γ射线和中子射线也可被混凝土层5隔离吸收；穿透混凝土层的中子射线在经过隔离层时，可被隔离层的碳化硼陶瓷层9吸收。另外，γ射线和中子射线在经过混凝土层5时会与混凝土层5中的物质作用产生次级电离，进而产生次级射线，大部分次级射线也会在混凝土层5中被吸收，穿透混凝土层的γ射线以及产生的次级射线可被铅屏蔽层6或不锈钢板层7隔离吸收。实验室门3设置为内钢板层10、铅板夹层12和外钢板层11的三层结构，也可以实现对环境中的射线的隔离与吸收。通过以上实验室结构，营造了实验室内放射性的低本底环境；同时，隔离层的多孔结构的碳纳米板8，可起到较好的保温、隔热和吸隔声的作用。
[0026] 作为一种较好的防辐射材料，应当由轻元素和重元素适当组合的材料制成。特别是对于γ射线和中子射线，不但需要重元素，而且需要充分的轻元素，氢是最轻的元素，具有优良的防护效果。实施例中的混凝土层5为容重大于2800kg/m3的重混凝土，采用
硅酸盐
水泥，并含有高
密度集料。
硅酸盐水泥混凝土有足够的强度，它是氢、轻元素及原子序数相当高的元素的混合物，既能有效地屏蔽γ辐射，又能屏蔽大量中子，在建筑中被广泛用作屏蔽材料。隔离板中的碳纳米板8与碳化硼陶瓷层9采用一体
烧结成型，即在碳纳米板8表面均匀铺设一层
氧化硼，然后在1950～2100℃条件下进行烧结成型，使碳纳米板8表面附着一层碳化硼陶瓷层9。
[0027] 本实施例中的混凝土层5厚度为1m，铅屏蔽层6为20mm厚的铅板，碳纳米板8的厚度为30mm，碳化硼陶瓷层9的厚度为4mm。门3的内钢板层10和外钢板层11的厚度均为4mm，铅板夹层12厚度为20mm。以上厚度可以满足对α射线、β射线、γ射线及中子射线的隔离与吸收，保证实验室的低本底环境。
[0028] 铅屏蔽层6、隔离层和不锈钢板层7通过设置于混凝土层5内表面的膨胀螺栓固定。便于铅屏蔽层6、隔离层和不锈钢板层7的安装与拆卸，且铅屏蔽层6不会直接与混凝土层5粘连，可以实现实验室拆除后铅板的回收再利用。
[0029] 不锈钢板层7靠近室内的一面设置有亚光层。亚光面是指表面平整，其光度较磨光面低，制作方法为用
磨料等在不锈钢层表面进行较少的磨光处理。光度一般在30～60左右，表面平整光滑，具有一定的光度，但对光的反射较弱，一般表现为漫反射，可保证实验室内的光线均匀、柔和。
[0030] 参见图1，通风系统包括设置在墙壁2外的过滤器13、恒温恒湿装置14和风机15，过滤器13的进风口与室内连通，过滤器13的出风口与风机15的进风口连通，风机15的出风口与恒温恒湿装置14的进风口连通，恒温恒湿装置14的出风口通过穿过墙壁2的送风管与室内连通。风机15的运转带动实验室内的空气进入过滤器13，将实验室内空气中的粉尘等颗粒过滤后，得到洁净的空气；洁净的空气经恒温恒湿装置14处理后，将气流再次经送风管送入实验室内，保证了实验室的恒温恒湿效果，也实现实验室内的空气循环净化、通风。
[0031] 恒温恒湿装置的运作是通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、空气循环系统、电器自控系统；制冷剂循环系统，
蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量并开始蒸发，此
时空气被降温及除湿；制冷剂与空气之间形成一定的
温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为低温低压气态，后被
压缩机吸入并压缩，气态制冷剂通过
冷凝器(风冷/水冷)吸收热量，
凝结成液体。通过膨胀
阀或毛细管节流后变成低温低压制冷剂进入
蒸发器，完成制冷剂循环过程。本实施例选用的恒温恒湿装置14为恒温恒湿机，恒温恒湿机的温度范围为：0℃～150℃，湿度范围：30％～98％RH，符合GB/T2423.3-2016国家标准。
[0032] 如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的
专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其
权利要求书为准，凡是运用本实用新型的
说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
