建立對放射性危害的有效防御——鉛丸、鉛毛及鉛毛氈在核電廠中的應(yīng)用

□ 王 奇 衷 斌 郝朋飛

在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的進(jìn)程中，核電作為目前可以大規(guī)模使用的清潔能源，越來越得到重視。

為確保核電站工作人員及附近居民的安全，需要對核電站核島進(jìn)行放射性防護(hù)。鉛作為一種屏蔽材料，在核電站和射線裝置上有著大量且廣泛的應(yīng)用。鉛質(zhì)地柔軟，抗張強(qiáng)度小，是良好的輻射屏蔽及斂縫材料。

結(jié)構(gòu)簡單 屏蔽有效

反應(yīng)堆屏蔽設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在中子和射線源周圍設(shè)置適當(dāng)?shù)钠帘螌樱⒉⒈３謱Ψ派湫晕：Φ挠行Х烙?，以保護(hù)人員、社會和環(huán)境免受危害。

在一般核電站中，都大規(guī)模使用傳統(tǒng)的混凝土和重混凝土作為屏蔽材料，重混凝土即在普通混凝土中添加高密度材料如鉛、鐵、鐵礦石等?；炷翆χ凶雍蜕渚€都有較好的防護(hù)效果，但是為達(dá)到設(shè)計(jì)屏蔽目標(biāo)，屏蔽結(jié)構(gòu)體積大。

因?yàn)槎研居写罅康闹凶勇瘎?，從堆芯中泄漏出來的基本都是熱中子，所以可以考慮用夾層板材結(jié)構(gòu)，有效的對熱中子和射線進(jìn)行屏蔽。其中第一層為中子吸收材料，第二層為鉛（鉛粒），外圍為結(jié)構(gòu)材料。因?yàn)殂U在溫度高于260°時，會有明顯的蠕變現(xiàn)象，需要對鉛材料進(jìn)行加固，避免因蠕變而引起的下流現(xiàn)象。熱中子經(jīng)過第一層材料后基本被吸收，產(chǎn)生大量射線，通過鉛層后，射線也被衰減，還可以根據(jù)需要加入中子慢化材料。最后再根據(jù)屏蔽后能譜進(jìn)行外圍屏蔽設(shè)計(jì)。這樣的屏蔽結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可以模塊化。尤其對于新型AP1000反應(yīng)堆，采用鉛作為屏蔽可以有效減小屏蔽結(jié)構(gòu)尺寸，減少鋼殼的尺寸。

在核電站中的典型應(yīng)用

大豐市大奇金屬磨料有限公司利用在金屬磨料領(lǐng)域先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢，成功研發(fā)了用以輻射屏蔽和斂縫的精細(xì)鉛丸、鉛毛和鉛毛氈。

鉛丸鉛丸密度大，流動性能好，因此不受被填充物形狀和大小的限制。對于用作輻射防護(hù)的屏蔽塞、屏蔽門和新型夾層板材結(jié)構(gòu)等其它建筑來說，鉛丸是一種良好的空穴填充物。精細(xì)鉛丸填充既能滿足輻射防護(hù)的要求，又非常靈活，當(dāng)需要拆卸或移動屏蔽塞或屏蔽門等時，能事先就地取出鉛丸，使其更加方便。

鉛毛由于其良好的延展性以及輻射屏蔽性能，通常作為一種斂縫連接和輻射防護(hù)的材料，可用于管道和法蘭的連接以及屏蔽墻或天花板的斂縫等。另外，鉛耐腐蝕、耐輻照性能好，可保證在核島惡劣環(huán)境中起到長期有效地密封和輻射防護(hù)效果。鉛毛使用方便，可以直接使用而不需要進(jìn)行加熱處理，避免了常規(guī)用鉛液密封帶來的一系列復(fù)雜操作?？筛鶕?jù)縫隙的大小，將鉛毛扭成相對應(yīng)的鉛繩直接填充，夯實(shí)即可，方便快捷且能保證密封效果。

鉛毛氈鉛毛氈的主要用途是輻射屏蔽。由于其柔軟可變形等靈活性，鉛毛氈在輻射防護(hù)中往往能起到意想不到的作用。在對高輻射劑量的管道等進(jìn)行輻射屏蔽時，可直接用鉛毛氈圍上而把輻射劑量降低到所要求的范圍，也可以用鉛毛氈架子支撐在需要的地方。大奇金屬磨料有限公司生產(chǎn)的鉛毛氈采用符合美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)QQ-C-40 的C級標(biāo)準(zhǔn)的鉛毛，經(jīng)機(jī)器碾壓均勻達(dá)到所需的密度，外面附以滿足相關(guān)要求的PVC等纖維材料，外圍經(jīng)過電子焊接并且按照要求配有標(biāo)準(zhǔn)銅環(huán)。

在節(jié)能減排形勢的推動下，中國核電發(fā)展進(jìn)程加快，將進(jìn)入自主化、批量化和規(guī)模化的高速發(fā)展階段，方便有效的新型屏蔽結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得到越來越多的應(yīng)用。為達(dá)到良好的輻射防護(hù)效果，同時響應(yīng)國務(wù)院引進(jìn)、吸收、消化的方針政策的號召，大豐市大奇金屬磨料有限公司的鉛丸、鉛毛和鉛毛氈在生產(chǎn)及檢驗(yàn)上嚴(yán)格按照國際標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保產(chǎn)品質(zhì)量，為我國核電的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。