专利名称:核辐射屏蔽制品材料机织合金铅纤维丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及核辐射防护生物屏蔽技术领域：
。
背景技术：
研究表明，核电站的外照射线主要为Y射线，其主要来自核反应的裂变产物和被中子活化的管道及阀门，由于管道中活化腐蚀产物的出现，造成管道中放射性微粒的沉积，使控制区很多检修作业场所环境剂量偏高，増加了工作人员外照射剂量，一般采用屏蔽来解除。因此，在屏蔽材料选择上力求高效安全、造价便宜且节省空间，通常选择钢、铅、普通混凝土和重混凝土等。钢的强度较好，但价格较高；混凝土比重金属便宜，但密度小，屏蔽层厚度大；铅的优点是密度高、熔点低、耐蚀、对Y射线有良好的吸附性和不易被穿透特性、 易于浇注且相对屏蔽层厚度较小，所以，铅是首选的屏蔽材料。
目前，我国在运行的核电站，控制区生物屏蔽系统采用的屏蔽制品(铅衣或铅屏)主要是滚压成型的“无间隙固体金属块状铅板”，这种金属铅板存在铅当量低、适形性能差、产生废料多、资源利用率不高；产品笨重，导致屏蔽作业劳动强度大，工作人员受照射时间长、剂量大；易造成保温层变形、下坠，控制区射线剂量增高，安全系数低，潜在风险大；不适合管道、阀门等特形设备和人员的屏蔽；且不易去污，使用寿命短等弊端。因此，铅板屏蔽制品在屏蔽效果与结构功能上难以兼容，不适应核エ业持续发展和以人为本的需要。
抗核辐射生物屏蔽制品除要具有较高的屏蔽效果外，还必须具备良好的物理力学性能(强韧性、热稳定性等)。据报道，当前，用于抗核辐射生物屏蔽的材料和制品主要有以下四类。一类是以普通エ业用铅为主，滚压或浇注成型的无间隙金属块状铅板、铅砖、铅皮混凝土等；第二类是以铅粉为主，橡胶、聚こ烯发泡等作为基料混和复合而成的柔性制品的涂料、胶粘剂等；第三类是以无间隙金属块状铅皮作为内芯，内外层包覆交联发泡材料和合成橡胶锦纶材料制品；第四类是以铅等重金属做成空心微珠等轻质高强材料。实践证明，铅板、铅皮制品尽管抗核辐射效果较佳，但搭建屏蔽系统时使用量大，搭建难度大，工作效率低，产生废料多，潜在风险大；且铅板制品适形性差，不能弯折，不适合管道、阀门等特型设备的屏蔽，操作不慎易掉落伤人或损坏设备。而铅粉与橡胶、聚こ烯发泡材料混和复合而成的制品、涂料和胶粘剂，虽具有一定的柔性，但由于铅粉颗粒易积聚，难以在基料中混和均匀，故屏蔽性能不均匀，且铅当量低、橡胶和聚こ烯等易老化，影响屏蔽效果，给工作人员带来被辐射的危险。铅等重金属做成的空心微珠轻质高强材料，虽抗核辐射性能优，但造价高、成本大，一般用于核能火箭发动机防核辐射外泄。
发明内容
本发明目的在于提出ー种方便进ー步制成轻、薄、省材、效果好的成品的核辐射屏蔽制品材料机织合金铅纤维丝。
本发明所述合金铅纤维丝总质量中除铅外，Sn彡0. 0001%, Sb ^ 0. 00002%,Bi 彡 0. 0001%，Cu 彡 0. 0013%，As 彡 0. 00001%，Ag 彡 0. 001%，Zn 彡 0. 00005%, Cd ^ 0. 00005%,Ni ( 0. 00001%, Ca ( 0. 00002%, Re ( 0. 0007%, In ( 0. 00001%, Al ( 0. 00001%,Au く 0. 00003%, Fe く 0.0001%，Na く 0. 000015%, P く 0. 00018%, Pd く 0. 00003%,S 彡 0. 00018%, Te く 0. 00002%, Se く 0. 00003%, Wu く 0. 001% ;所述合金铅纤维丝的直径为
0.Olmm 1. Omm0
本发明所述抗拉强度为120 240MPa。
本发明由于其直径较小，可进ー步通过织机形成柔软适形性能好的薄形布料，在显著提高核辐射屏蔽前提下，减少技术废料60%，节约原材料50%、节约能源30%，提高劳力生产率60%，克服了现有传统核辐射屏蔽制品结构和功能难以兼备的技术缺陷。
具体实施方式
一、分析粗铅锭含量 通常含铅质量百分比为98%。
ニ、生产步骤
1)熔炼将升温至沸点；
2)加硫除铜
降温至450°C 800°C，加入硫0. 02 kg,低温精炼30 50分钟，使铜物质溶析，降低合金铅中的铜的含量。
3)加碱精炼除砷、锡、锑
将铅熔液升温至1600 1800°C，加入碱0. I kg,精炼60 80分钟，使神、锡、锑等物质折出，降低合金铅中砷、锡、锑的含量。
4)加锌精炼除银
在铅熔液1000 1700°C的温度下，加入锌0. 005 kg,精炼20 30分钟，降低合金铅中银的含量。
5)加碱精炼除锌
在铅溶液350 800°C的温度下，加入碱0. 02 kg,精炼30分钟，使锌折出，降低合金铅
中锌的含量。
6)加钙、镁精炼除铋和加硒、碲精炼抑制铋的有害作用
在铅熔液1000 1700°C的温度下，首先加入钙0.005 kg、镁0.007 kg，精炼25分钟后再加入硒0. 003 kg、碲0. 001 kg,精炼25分钟，降低合金铅中铋的含量，抑制铋的有害作用。
7)加鹤、鍊精炼
将铅熔液升温至3500 5900°C，加入钨0. 014 kg、铼0. 026 kg,精炼60分钟，增强合
金铅的韧性和強度。
8)将350±5°C的合金铅水注入成丝机，于成丝机出ロ拉丝、冷却
控制成丝机出ロ温度150°C 200°C，冷却水温度至少0°C。
9)电解精炼除铋
将冷却后的纤维丝于电解液中电解除铋，电解液中含铅80 120克/升、HsiF80 100克/升，电解液温度30 45°C，电流密度160 250安/米。
三、主要技术指标
权利要求
1.核辐射屏蔽制品材料机织合金铅纤维丝，其特征在于所述合金铅纤维丝总质量中除铅外，Sn ( 0. 0001%, Sb ( 0. 00002%, Bi ( 0. 0001%, Cu ( 0. 0013%, As ( 0. 00001%,Ag ( 0.001%, Zn ( 0. 00005%, Cd ( 0. 00005%, Ni ( 0. 00001%, Ca ( 0. 00002%,Re ( 0. 0007%, In ( 0. 00001%, Al ( 0. 00001%, Au ( 0. 00003%, Fe ( 0.0001%,Na ( 0. 000015%, P ( 0. 00018%, Pd ( 0. 00003%, S ( 0. 00018%, Te ( 0. 00002%,Se ( 0. 00003%, Wu ( 0. 001% ;所述合金铅纤维丝的直径为 0. OlmnTl. 0mm。
2.根据权利要求
I所述核辐射屏蔽制品材料机织合金铅纤维丝，其特征在于所述合金铅纤维丝的抗拉强度为12(T240MPa。
专利摘要
核辐射屏蔽制品材料机织合金铅纤维丝，涉及核辐射防护生物屏蔽技术领域：
。本发明所述合金铅纤维丝总质量中以铅为主，直径为0.01mm~1.0mm。本发明由于其直径较小，可进一步通过织机形成柔软适形性能好的薄形布料，在显著提高核辐射屏蔽前提下，减少技术废料60%，节约原材料50%、节约能源30%，提高劳力生产率60%，克服了现有传统核辐射屏蔽制品结构和功能难以兼备的技术缺陷。
文档编号G21F1/02GKCN102650007SQ201210155679
公开日2012年8月29日 申请日期2012年5月19日
发明者于丰源 申请人:扬州锦江有色金属有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan