Рентгенозащитная композиция

Авторы патента:

G21F1/10 - органические вещества; дисперсии в органических носителях

Владельцы патента RU 2768360:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)

Изобретение относится к радиационно-защитным материалам и может быть использовано для изготовления средств защиты для людей и оборудования от рентгеновского излучения. Рентгенозащитная композиция на основе диметилсилоксанового каучука, включающая: диметилсилоксановый каучук - 20 масс. ч.; фторид висмута - 78 масс. ч.; отвердитель - 0.4 масс.ч. Изобретение позволяет улучшить рентгенозащитные свойства и физико-химические характеристики рентгенозащитного материала.

Изобретение относится к радиационно-защитным материалам и может быть использовано для изготовления средств защиты для людей и оборудования от рентгеновского излучения.

Известны рентгенозащитные композиции на основе поливинилхлорида (ПВХ) и полипиррола, содержащие в качестве наполнителя порошкообразный свинец или оксид свинца [Wardley R.B. UK Patent Application, GB 2118410 A, 1983, Hosseini, S.H., Ezzati, S.N., Askari, M., Synthesis, characterization and &»ray shielding properties of polypyrrole / lead nanocomposites. Pohm. Adv. Technol. 2015, 26, 561-568]. Композиции обеспечивают хорошее ослабление (HVT (толщина половинного ослабления) ниже 0.1 мм при энергии рентгеновских фотонов до 25 кэВ), но имеют существенные недостатки: высокая токсичность наполнителя, недостаточная гибкость и жесткость материала. Недостатки таких композиций создают технологические трудности при изготовлении изделий на их основе и служат препятствием для широкого использования материала.

Известна рентгенозащитная композиция на основе бутадиенового (или бутадиен-нитрильного) и дивинилстирольного каучуков, содержащая в качестве наполнителя вольфрам и оксиды тяжелых металлов [Андреев В.В., Попков К.К., Барковский А.Н., Добренякин Ю.П., Милюхина Г.К., Кузнецов Р.А., Хухарев В.В., Титов А.А., Старостин Б.С. Патент РФ №2030803, опубл. 10.03.1995]. Получаемый на ее основе материал обладает высокой рентгенозащитной эффективностью (свинцовый эквивалент - 0.52 мм для образцов с максимальным содержанием окиси свинца. 0.80 мм для образцов с максимальным содержанием вольфрама), однако его недостатками являются недостаточно широкий температурный интервал применения (-30-180°С), а также большой удельный вес.

Известна рентгенозащитная композиция на основе диметилсилоксанового каучука, содержащая в качестве наполнителя наночастицы оксида висмута, однако его защитные свойства недостаточно высоки (свинцовый эквивалент - 0.25 мм для образцов толщиной 3.73 мм) [Nambiar, Sh., Osei, Е.K. Yeow, J.T.W. Polymer Nanocomposite-Based Shielding Against Diagnostic X-rays J. APPL, POLYM. SCI. 2013, 127, 6, 4939-4946].

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для защиты от рентгеновского излучения на основе диметилсилоксанового каучука СКТН-А. содержащая в качестве наполнителя смесь оксидов лантаноидов ВКР-5М (ТУ 95.1537-87-1) и оксид сурьмы (III) в соотношении (мас. ч): СКТН-А - 100, порошкообразный наполнитель (смесь ВКР-5М и Sb₂O₃)- 350-450, катализа гор холодного отверждения К-68 (ТУ 38.303-04-05-90) - 3-4. [Кушникова Р.В., Пряникова I.Ф. Патент РФ, №2156509 опубл. 20.09.2000, бюл. №26]. Эффективность защиты (свинцовый эквивалент) 0.45-0.57. Недостатками материала являются относительно невысокая термостойкость и термоокислительная стабильность, не позволяющая использовать материал длительно при температуре 250-300°С, а также недостаточно высокие рентгенозащитные свойства.

Задачей заявляемого изобретения является получение рентгенозащитного материала с улучшенными защитными и физико-химическими характеристиками, который может наноситься на одежду и элементы защищаемых конструкций разной геометрии.

Технических результатом предлагаемого изобретения является улучшение рентгенозащитных свойств и физико-химические характеристик рентгенозащитного материала, возможность нанесения на сложные поверхности и расширение температурного диапазона применения материала.

Технический результат достигается тем, что в рентгенозащитной композиции на основе диметилсилоксанового каучука, включающей катализатор холодного отверждения и поглощающий рентгеновское излучение наполнитель, в качестве наполнителя использован фторид висмута при соотношении массовых частей:

диметилсилоксановый каучук	20 масс. ч.
фторид висмута	78 масс. ч.
отвердитель	0.4 масс. ч.

Фторид висмута в виде мелкодисперсного порошка вводится в полимер на стадии полимеризации. Максимальное количество фторида висмута в системе, при котором материал сохраняет механическую прочность, эластичность и термическую устойчивость, составляет 78 массовых частей (содержание основного вещества не менее 99.9%).

Способ получения рентгенозащитного материала на полимерной основе, включает следующие стадии:

1 - смешивание раствора каучука СКТН-Л (20 масс. ч.) в гексане с порошком фторида висмута (78 масс. ч.):

2 - перемешивание смеси на магнитной мешалке в течение 20 мин;

3 - помешивание смеси при воздействии ультразвука в течение 20 мин;

4 - добавление 0.4 масс. ч. раствора аминопропилтриэтоксилана (АГМ-9) в этилсиликате с соотношением 1:4 (катализатора К-68) и перемешивание смеси еще 5 мин;

5 - удаление растворителя при пониженном давлении.

Для изготовления опытных образцов композиция заливается в форму необходимого размера. Время отверждения приготовленного материала при комнатной температуре - 20 часов.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующим примером: На магнитной мешалке к раствору 1.0 г СКТН-А в 10 мл гексана при перемешивании добавили 3.0 г порошкообразного BiF₃(H₂O), смесь перемешивали в течение 20 мин при комнатной температуре. Затем смесь помещали в ультразвуковую ванну и перемешивали в течение еще 20 мин. К смеси добавляли 0.02 г катализатора, затем ее перемешивали еще 5 мин. Гексан удаляли при пониженном давлении, остаток в виде вязкой белой жидкости перенесли в металлическую форму (15 × 15 × 2 мм). Для исключения прилипания образца к поверхности формы ее дно перед заполнением рабочей суспензией покрывали парафильмовой пленкой Parafiim РМ-992. После заполнения форму накрыли такой же пленкой Parafilm РМ-992 и стеклянной пластиной. Для выдавливания излишков рабочей суспензии и формирования ровной поверхности образца на стеклянную пластину помещали груз. Время отверждения приготовленного материала при комнатной температуре ~ 20 часов.

Экспериментально полученные экранирующие характеристики материала, состоящего из 20 масс. ч. диметилсилоксанового каучука СКТН-А и 78 масс. ч. фторида висмута, соответствуют следующим параметрам: толщина слоя материала, при которой интенсивность радиации ослабляется в два раза (HVL) составляет 2 мм, массовый коэффициент ослабления 35.2 μ_ч см²/г. Присутствие наполнителя - фторида висмута - не оказывает существенного влияния на терморазложение материала, его термостойкость определяется термостойкостью полисилоксановой матрицы.

Таким образом, решение технической задачи позволяет получить термостойкий рентгенозащитный висмутсодержащий композитный материал на полимерной основе с возможностью нанесения на одежду и элементы защищаемых конструкций разной геометрии.

Рентгенозащитная композиция на основе диметилсилоксанового каучука, включающая катализатор холодного отверждения и поглощающий рентгеновское излучение наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя использован фторид висмута при соотношение массовых частей:

диметилсилоксановый каучук	20 масс. ч.
фторид висмута	78 масс. ч.
отвердитель	0.4 масс. ч.

Изобретение относится к способам изготовления боросодержащего нейтронозащитного композиционного порошкового материала на полимерной основе в виде частиц сферической формы, предназначенного для защиты от нейтронного излучения, который может быть использован для равномерного заполнения полых объемов произвольной геометрии, в том числе путем пневмотранспортирования по каналам с малыми поперечными сечениями.

Способ и система содержания или инкапсуляции радиоактивных материалов и токсичных веществ для транспортировки или локализации // 2761520

Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к контейнеру инкапсуляции радиоактивных и/или опасных отходов и системе транспортировки, содержащей несколько контейнеров. Повышение эффективности инкапсуляции и локализации радиоактивных и/или опасных отходов является техническим результатом изобретения, который достигается за счет того, что контейнер для инкапсуляции радиоактивных и/или опасных отходов содержит несколько композитных панелей, каждая из которых содержит армирующую конструкцию, по меньшей мере частично расположенную внутри матричного материала, причем матричный материал представляет собой инкапсулирующую композицию, содержащую бионеразлагаемый термопластичный полимер и воск или жир, при этом контейнер является загерметизированным, а радиоактивные и/или опасные отходы инкапсулированы в инкапсулирующую композицию в процессе механического смешивания указанных отходов и расплава композиции.

Способ идентификации бета-излучающих радионуклидов в пробах с использованием жидкостного сцинтилляционного счетчика // 2746412

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга и предназначено для идентификации бета-излучающих радионуклидов. Способ идентификации бета-излучающих радионуклидов включает предварительное однократное создание библиотеки фонов, создание библиотеки для данного жидкостного сцинтилляционного счетчика и данного коктейля для всех бета-излучающих радионуклидов, модельных спектров пробы ОРР при разных уровнях гашения в виде системы полиномов третьей степени параметров суммы кусочно-комбинированных функций и эффективности измерения в зависимости от гашения в виде экспоненциальной функции, измерение и запись спектра пробы и параметров измерения пробы, используя параметр гашения, полученный при измерении пробы, определяют коэффициенты вклада каждого библиотечного спектра изотопа в спектр измеряемой пробы.

Широкополосное радиопоглощающее композитное покрытие // 2743563

Изобретение относит к широкополосным радиопоглощающим композитным покрытиям и может быть использовано для изготовления материалов, применяемых для поглощения электромагнитных волн в объектах наземной, авиационной, космической и морской техники для снижения их радиолокационной заметности, а также для поглощения электромагнитного излучения в экранирующих устройствах, в поглощающих облицовках и корпусах, в безэховых измерительных камерах и в средствах защиты населения от неионизирующих излучений.

Прозрачный материал для защиты от нейтронов // 2737784

Изобретение относится к материалу для защиты от нейтронов, обладающему превосходной прозрачностью. Материал защиты от нейтронов включает отвержденный продукт композиции эпоксидной смолы, содержащей эпоксидную смолу и аминовый отвердитель.

Способ получения нейтронозащитного материала на полимерной основе // 2737188

Изобретение относится к технологии изготовления боросодержащего композиционного материала на полимерной основе в виде частиц сферической формы, предназначенного для защиты от нейтронного излучения, который может быть использован для равномерного заполнения полых объемов произвольной геометрии, в том числе путем пневмотранспортирования по каналам с малыми поперечными сечениями.

Способ определения количества ядер радиоактивного нуклида частицы, включающий облучение частицы в поле тепловых нейтронов при воздушной среде между частицей и мишенью // 2733491

Изобретение относится к области ядерной физики и предназначено для определения сверхмалых количеств ядер радиоактивного нуклида частицы. Способ включает помещение частицы, содержащей радиоактивный нуклид, над мишенью, среда между частицей и мишенью - воздух, далее облучение частицы и мишени в поле тепловых нейтронов, далее химическое проявление треков на мишени и подсчет треков на мишени в процессе обработки изображений лишь в том сегменте кольца, где этот подсчет возможен.

Комплексные соединения редкоземельных металлов с органическими лигандами в качестве радиационно-стойких люминесцентных материалов // 2720792

Изобретение относится к применению люминесцентных комплексных соединений редкоземельных металлов в качестве радиационно-стойких люминесцентных материалов. Описываются комплексные соединения редкоземельных металлов: La, Се, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb с органическими лигандами, такими как бензоксазолил-фенол (а), бензотиазолил-фенол (b), бензоксазолил-нафтол (с), бензотиазолил-нафтол (d), пентафторфенол (е), 1-трифторметил-3-тионил-1,3-дикетон (f) и меркаптобензотиазол (g), функционирующие в условиях воздействия импульсного и стационарного ионизирующего гамма-нейтронного излучения.

Терморадиационностойкая эластомерная композиция // 2709596

Изобретение относится к области промышленного производства резин и резиноподобных материалов, а именно к производству эластомерных материалов, используемых для изготовления различных резинотехнических деталей (РТД), подвергающихся одновременному воздействию радиации и повышенных температур при различных режимах механических нагружений.

Полимерный композит для защиты от космической радиации и способ его получения // 2673336

Изобретение относится к области космического материаловедения, в частности к разработкам материалов, обеспечивающих дополнительную защиту элементной базы, отдельных узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры от повреждающего воздействия ионизирующего излучения космического пространства. Полимерный композит для защиты от космической радиации включает полимерное связующее и модифицированный висмутсодержащий наполнитель при следующем соотношении компонентов: полиимид - 25-46 мас.%; модифицированный силикат висмута Bi12SiO20 - 54-75 мас.%.

Полимерный комплекс бора // 2774439

Изобретение относится к полимерному комплексу бора на основе поливинилового спирта и борной кислоты или её соли, представляющему собой жидкий раствор, стехиометрией состава: 1 атом бора на 6 атомов углерода. Полимерный комплекс получен смешением водного раствора поливинилового спирта с концентрацией менее 2% масс. с водным раствором борной кислоты или её соли. Технический результат заключается в получении жидкого гомогенного состава комплекса поливинилового спирта с борной кислотой или её солью с максимально возможным содержанием в нём бора, составляющим 1 атом бора на 6 атомов углерода, который может быть использован при изготовлении материалов, поглощающих нейтронное излучение, материалов, служащих основой для люминофоров, для изготовления антисептиков, биоцидных покрытий, клеев и связующих в композиционных материалах. 2 ил., 1 табл., 2 пр.