具有磁性的辐射防护物的制作方法
【专利说明】具有磁性的福射防护物
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请与2014年4月2日提交的美国临时专利申请61/974, 298相关并要求其优 先权，该美国临时专利申请W引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明总体上设及使福射衰减的系统和方法。更具体而言，本发明设及福射 防护物（radiationshield)领域，该福射防护物包含聚合物、磁性材料和衰减材料 (attenuatingmaterial)，其中所述衰减材料分散遍布于聚合物中。
【背景技术】
[0004] 已有多种系统被用于保护人类和设备免受福射的危害。例如，医学领域的发明已 经利用了重且相对较硬的铅防护屏，通过为病人和医务人员设置铅防护屏，来防止为了分 析和治疗而放出福射的医疗过程的危害。
[0005] 在核电站，员工受到的福射量被严密监控。当福射曝露剂量达到某个水平，就强制 员工停止工作一段时间，W致有显著的停工时间。解决核电站的福射曝露问题的传统方法 是铅毛毯（leadwoolblankets)或铅片。铅毛毯用于临时地或永久地制作屏蔽墙、包装放 出福射的设备的管道和其他部件、或者用于罩住诸如阀口等设备，从而限制从福射源逸出 的福射强度。铅存在环境问题且处理起来既困难又费钱。聚合物基福射防护物已用于核电 站。类似于铅毯，传统的聚合物基福射防护物是通过夹子、钩子或绑绳等固定在它们要屏蔽 的目标上。铅毯和聚合物基福射防护物通常都难W搬运，且安装和移除都耗费时间。
[0006] 尽管已知有多种繁琐的方法和系统用来防止有害的福射，仍需要一种有效、且安 装快速而简单的系统和方法来保护个人免受福射的危害。
【发明内容】
[0007] 本发明包括一种福射衰减防护物。在本发明的一个实施方案中，所述福射防护物 包含聚合物、福射衰减材料和磁性材料。在本发明的另一个实施方案中，所述福射防护物包 含10体积％至70体积％的磁性材料，5体积％至55体积％的衰减材料和20体积％至85 体积％的聚合物。所述福射衰减材料和磁性材料可分散在聚合物中，W形成所述防护物的 衰减层。此外，可将磁性材料层设置成邮邻或包裹着所述衰减层。
[000引本发明还包括一种制作福射衰减防护物的方法。在本发明的一个实施方案中，所 述方法包括W下步骤：将聚合物、福射衰减材料和磁性材料渗混形成混合物，将所述混合物 加入模具中，使所述混合物定形或硬化而形成硬化的混合物，W及从模具中移除所述硬化 的混合物。所述方法还可W包括将聚合物和催化剂渗混W及/或者将混合物固化的步骤。
[0009] 本发明还包括用于衰减福射的系统。在本发明的一个实施方案中，所述系统包括 W下步骤：提供包含聚合物、福射衰减材料和磁性材料的福射衰减防护物，W及将所述福射 衰减防护物固定至某结构。在该个实施方案中，所述福射防护物通过限制从该防护物出来 的福射，从而限制所述系统周围的福射曝露。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的福射防护物的一个实施方案的透视图。
[0011] 图2为本发明的双层福射防护物的一个实施方案的透视图。
[0012] 图3为本发明的单层福射防护物的一个实施方案的透视图。
[0013] 图4为本发明的另一实施方案的透视图。
[0014] 图5为本发明的在端部相连的福射防护物的一个实施方案的透视图。
[0015] 图6为本发明的两个彼此相邻且各自在端部相连的福射防护物的透视图。
[0016] 图7为本发明的S层福射防护物的透视图。
[0017]图8为本发明的一个福射防护物或两个福射防护物的相连端部的侧视图。
[0018] 图9为本发明的一个福射防护物或两个福射防护物的相连端部的侧视图。
[0019] 图10为本发明的一个福射防护物或两个福射防护物的相连端部的侧视图。
[0020] 图11为本发明的一个福射防护物或两个福射防护物的相连端部的侧视图。
[0021] 图12为本发明的一个福射防护物或两个福射防护物的相连端部的侧视图。
【具体实施方式】
[0022] 本发明设及福射防护、W及用于福射防护的系统和方法。本发明所述福射防护物 优选包括聚合物、福射衰减材料和磁性材料。所述福射防护物的具体组合物的配比、组成和 分散可根据优选的柔性、福射衰减能力、所需的磁吸引力和所允许的组分或系统重量而变 化。虽然该里主要针对它作为福射防护物的应用来加W描述，但应清楚的是，本发明的所述 福射防护物和系统可提供附加的衰减和振动阻巧和/或热绝缘的好处。此外，该里描述的 所述福射防护物的主要组分可W与附加组分、添加剂和化合物渗混，而不违背本发明的精 神和范围。
[0023] 如上所述，本发明所述福射防护物通常由至少W下=种主要组分组成；聚合物、福 射衰减材料、磁性材料。此外，所述福射防护物优选为片或层形式的构造，且可包括含有所 有该S种主要组分的单--个分散复合层（dispersedcompositelayer)、或者具有分散 复合层的多个层和/或具有不同的组分层的多个层。
[0024] 适合的聚合物的例子包括天然橡胶和合成橡胶。合成橡胶（也称作弹性体）的 柔性可使合成橡胶在某些应用中更优选。尤其优选的聚合物的例子是液体有机娃橡胶，在 将催化剂加入配方后，它可通过热固化或空气固化而得到柔性固体。当必须在定形时间短 的约束条件下制得福射防护物时，热固化液体有机娃橡胶可为优选。能接受更大体积百分 比的福射衰减和/或磁性材料粉末加载量的有机娃弹性体液体也是高度优选的。该些有 机娃通常具有较低的粘度（如10,OOOcps-40,OOOcps)，有限的填料（如较长的己締基类而 不是较短的己締基类），且没有气相二氧化娃。本发明中用于福射防护物的液体有机娃橡 胶的例子包括聚甲基己締基硅氧烷和氨封端的聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane hy化ogenterminated)(通过使用硅烷转移电子实现氨封端）。通常粘度为约90,OOOcps 或更高的触变型液态合成橡胶一般不是优选的，该是因为弹性体的填料含量已经过高，从 而减少了包含聚有机硅氧烷的活性基团的外层价电子层的可用电子。该样有限的可用电子 密度减小了对加入的粉末的亲和能力/结合能力。
[0025] 为了固化所选的聚合物，可在初始时将催化剂加入所述有机娃中，例如在任何"干 态"材料混入之前加入催化剂。催化剂的例子包括：销，锡，钮，锭，销-締姪配合物，二月桂 酸二了基锡，辛酸二了基锡。销在很多应用中是特别优选的催化剂。当所述聚合物具有高的 硫酸根含量时，锡催化剂可能是优选的。有机娃与催化剂的配比通常根据聚合物链中的活 性R基团而变。在有机娃中，聚合物与催化剂的配比在10:1至1:1的范围内变动。生产的催 化剂流体的活性化学成分通常约为1体积％至2体积％。剩余的量往往是为了使混合物聚 结而引入的载体聚合物。所述载体聚合物优选为硅氧烷类的，Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-R， 且通常为每个聚合物链不长于6个有机娃分子。
[0026] 本发明的合适的衰减材料包括；金属，其对屏蔽伽马射线、X射线和其他电磁福射 能量特别有用；和/或陶瓷材料，其对屏蔽中子福射特别有用。针对中子的陶瓷类衰减材 料的例子包括：碳化棚和=水合侣。乱对于捕捉中子是特别有效