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X 或γ射线的外照射防护
( 1 ) 铅 : 铅 的 原子序数 Z=82 、密度ρ=11.34g/cm3,对低能和高能 X 或γ射线有很高的减弱能力,是 X 或γ射线屏蔽的理想材料,常用于制作铅容器、活动屏、铅砖等;其优点是:有很好的抗腐蚀特性,在射线照射下不易损坏。但是其缺点是:成本高,不耐高温,属于重金属,具有一定化学毒性,结构强度差,用铅做较大容器和设备时要用钢材作结构骨架,否则会因自重变形。
(2)铁:铁也是常见的 X 或γ射线的屏蔽材料,其原子序数 Z=26、密度ρ=7.89g/cm3(钢)。作为屏蔽材料,其的优点是:成本低,易获得,机械强度很高,易加工,多用于防护铁门、地沟盖板等;其缺点是:屏蔽性能比铅差,若对 X 或γ射线进行相同的减弱,铁的重量大约比铅重 30%。 (3)混凝土:普通混凝土通常是水泥、砂子、碎石与水按一定比例的混合物,其有效原子序数为 18、密度ρ=2.3g/cm3;作为屏蔽材料,其优点是:价格便宜,有良好的结构性能。
在工程中多用作固定的防护屏蔽,如图 4-4 所示,核反应堆安全壳主要就是用混凝土制成的。
有时,为了减少屏蔽厚度、缩小体积,使用高密度的混凝土(称为重混凝土)。其办法是用铅砂、铁砂代替普通砂子,用重晶石矿石(含 Ba)、铁矿石以至铸铁块、废钢块代替碎石,这样,混凝土的密度可高达 6g/cm3。不过,这类混凝土成本往往很高,往往用于特殊用途。