Strålskärmning

- Dec 09, 2019-

Det finns tre element för strålskydd är avstånd, tid och skärmning, eller de huvudsakliga metoderna för strålskydd är tidsskydd, avståndsskydd och skärmskydd, vanligtvis kända som de tre metoderna för strålskydd.


Röntgenpenetrering av kroppen ger vissa biologiska effekter. Om mängden röntgenexponering är för mycket och överskrider den tillåtna mängden strålningsexponering kan det förekomma en radioaktiv reaktion och till och med en viss strålningsskada. Men om röntgenexponeringen ligger inom det tillåtna intervallet är effekten vanligtvis minimal. Folk behöver inte vägra röntgen och CT-skanningar på grund av strålningen, för att inte tala om att de är rädda för att komma in i röntgenavdelningen på ett sjukhus.


När det gäller teknik kan principen om skärmning och avståndsskydd antas. Skärmning är användningen av ämnen med ett högt atomantal, vanligtvis bly eller bly, som en barriär för att absorbera oönskade röntgenstrålar. Distansskydd betyder att man använder principen att mängden röntgenexponering är omvänt proportionell mot kvadratet för avståndet för att minska exponeringsmängden genom att öka avståndet mellan röntgenkällan och människokroppen.


Skärmande material

Vanliga skyddsmaterial för röntgen är blyplattor och betongväggar eller bariumcement (tillsatt med bariumsulfat - cement som också väger kvartspulver) väggar. Begreppet ett halvvärdesskikt (halvvärdesskikt) används vanligtvis i tjockleksberäkningen av skärmningsmaterial. Vid röntgendetektering används bredstråle röntgen. Följande tabell visar ungefärligt halvvalent lagertjocklek t1 / 2 och 1/10 i bly och betong. Obs: på grund av blyplattans renhet och renhet, formulering av betong och de oundvikliga skillnaderna i strukturen, kan tjockleken på halva priset i tabellen endast användas som referensvärde, och det är nödvändigt att överväga öka försäkringsbeloppet i praktisk tillämpning.


Vid skärmberäkningen måste två faktorer beaktas, det vill säga den primära strålningsskölden genom vilken strålkällan passerar direkt genom skölden, och den spridda strålningen orsakad av strålen på skölden. Generellt sett är nyckelpunkten för skyddande skydd att placera ett skärmande material med tillräcklig tjocklek mellan strålkällan och människokroppen för att effektivt absorbera strålarna.


Elementärt skyddsmaterial: (1) bly, densitet I 1,35 g1 cm3, är det tidigaste materialet som används vid strålskydd. Bly har en hög dämpningskapacitet för X- och Y-fotoner med låg eller hög energi och är lätta att bearbeta och billiga. Emellertid är appliceringen av bly begränsad på grund av dess höga backspridning till låg energi röntgen, låg hårdhet, hög temperaturbeständighet och toxicitet. (2) järn, med en täthet av 7,8 och cm3, har goda mekaniska egenskaper, lågt pris och lätt att erhålla, och den omvända spridningsandelen järn är endast 65 av bly. Därför är järn ett slags skärmande material med goda skyddande och strukturella egenskaper. Järn kan göras till ark med olika tjocklekar och former och användas som foder för olika skyddsmaterial. Järnoxid kan också användas som fyllmedel för andra skyddsmaterial.


Betong: betong används ofta för strukturell skärmning av strålningskällor och används fortfarande. Även om ett material erhållet genom sintring av en förening av s. pb.fe har rapporterats som ett alternativ till cement, inga praktiska tillämpningar har rapporterats.


Blygummi: blygummi är tillverkat av högkvalitativt naturligt eller syntetiskt gummi blandat med metalloxider som blyoxid och vulkaniserade gummiprodukter. Det används främst för att tillverka personliga skyddskläder för olika skyddsändamål och lokal skyddande hängande gardin för matchning med röntgenmaskin. Mobila skyddsskärmar och olika former av kontaktskärmning för användning av patienter under medicinsk exponering.


Strålningssäkert oorganiskt blyglas:


Vid tillverkningsprocessen av glas, utöver de inneboende komponenterna i optiskt glas, är tillsatsen av tungmetalloxider med det ordinära antalet platåpartiklar, såsom PbO. BaO. Bi203, etc. kan bilda transparent strålningssäkert glas. För röntgen (y-ray) -skydd behöver transparent skärmstrålningsutrustning, radioaktiv arbetsplats, såsom röntgenskärm blyglas, fasta skyddsanläggningar i observationsfönstret, radioisotopapplikation av lokal skyddssköld, allmänt känd som ZF-serien. För närvarande finns det dussintals strålningssäkra tillverkare av oorganiskt blyglas i Kina, vars produktprestanda har närmade sig den internationella nivån.


Strålningssäkert organiskt blyglas:


Organiskt blyglas är ett transparent skärmande material där blyoxid införs i vanligt organiskt glas. De viktigaste råvarorna är metakrylsyra, metylmetakrylatägeräger och blyoxid. I slutet av 1970-talet, Japans Concorde kemiska industri co., Ltd. först utvecklade och patenterade röntgenbeständiga organiska blyglas [Is] och rapporterade sedan patent efter varandra.


Glasfiberkompositskyddsmaterial: denna typ av material är ett slags skyddsmaterial som utvecklats i början av 1980-talet. Det är ett plastmaterial med bly, barium och andra oxider, sulfider, volfram, stål, borr och andra metallelement som anti-strålningskomponenter på basis av vanliga glasfiberförstärkta material. För närvarande användningen av gjutmaterialet mer strålningsbeständighet, åldrande prestanda av bra omättat polyvinägerharts, armeringsmaterial som används roving och glasfiberduk.


Skärmande effekt


Skyddande material är utformade för att skydda strålar. Materialets kapacitet att absorbera fotoner, det vill säga skärmningseffekten, beror på förekomsten av fotoelektrisk effekt och Compton-effekten mellan infallande fotoner och materialet.


Photoelectric absorption tvärsnitt bör beaktas vid utformning av skärmande material. När energin från den infallande fotonen är tillräcklig för att ta bort en av K-elektronerna från kärnan i den absorberande substansen från atomen orsakas resonansabsorption. Därför, förutom att öka materialets densitet, påverkar antalet elektroner som absorberas utanför kärnan, storleken och antalet energinivåer i det inre omloppet och fördelningen av orbitalelektroner också materialets absorptionsprestanda.


Effekter av materialtäthet på skärmningsegenskaper


För den fotoelektriska effekten, eftersom den fotoelektriska effekten är interaktionen mellan fotoner och elektroner i det inre skalet, är antalet elektroner i det inre skalet detsamma för element med olika underordnade nummer. Därför beror antalet elektroner i det inre skalet per volymenhet av det absorberande materialets densitet. Ett material med hög massatäthet har fler atomer per volymenhet som absorberar atomer och ett motsvarande antal elektroner i dess inre skal. För fotoner med en specifik energi är det troligt att den fotoelektriska effekten uppstår. För Compton-effekten, ju högre antalet elektroner och fria elektroner i skallagret (elementet med det större huvudkvanttalet), desto mer troligt är Compton-effekten att inträffa, vilket är förenligt med den fotoelektriska effekten i kravet på materialdensitet. Uppenbarligen kommer valet av ordinärt antal och högkvalitetsdensitetselement som absorptionsmaterial att ha ett stort bidrag till absorptionsprestanda.


Absorberar effekterna av elektronenerginivåerna i de yttre och inre banorna i kärnan


Analys av alla typer av materialmassdämpningskoefficient och förhållandet mellan fotonenergin, för alla typer av specifikt material, det finns en eller flera energi, i energin, absorptionskoefficient kommer att hända plötsligt ökar, detta gör absorptionskoefficienten spurt energi kallas absorptionskanten för denna substans eller absorptionskanten, dess värde är lika med det inre skalets elektronbindande energi. Eftersom det fullständiga försvinnandet av fotonenergi slutligen slutförs i processen med fotoelektrisk effekt, om det finns flera absorptionsgränser i absorptionsmaterialet, kan bidraget med fotoelektrisk effekt förbättra absorptionseffektiviteten hos den kontinuerliga energifotonstrålen på flera ställen. Händelsefotonerna absorberas mycket mer vid K-absorptionsgränsen. Genom att använda denna funktion för att kombinera en mängd olika element i en viss andel kommer skärmningseffekten av det sammansatta skärmande materialet till fotonerna i ett visst energiområde att vara betydligt bättre än för något enskilt material som utgör det sammansatta skärmande materialet.


Effekter av elektronabsorptionsfördelning utanför kärnan på skärmprestanda


En infallande foton måste kollidera med en elektron utanför atomens kärna för att dämpa dess energi. Om den infallande fotonen inte kolliderar med elektronen på något sätt i dess riktning framåt kommer inte fotonens energi att förbrukas. Sannolikheten för att en foton kolliderar med en elektron beror inte bara på elektronens densitet utan också på distributionen av elektroner utanför kärnan. Riktningen för omloppsförlängningen är relaterad. När det gäller materialkonstruktion kommer samverkanssannolikheten för fotoner och elektroner i materialet att öka kraftigt om de extrarena elektronerna som absorberar atomer har flera rumsliga förlängningsriktningar, och om de flerförlängningsriktningarna (orbitaler) kan "dras samman", " korsade "och" överlappade ".