硼酸鉍納米結(jié)構(gòu)的制備及其中子-γ防護(hù)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著核能和核技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類越來(lái)越頻繁活動(dòng)于各類射線的環(huán)境中。面對(duì)有較強(qiáng)穿透能力的中子和γ射線給人體帶來(lái)的傷害，傳統(tǒng)的輻射防護(hù)材料已經(jīng)無(wú)法完全滿足屏蔽的具體需求。因此，為了迎接進(jìn)一步的挑戰(zhàn)，研發(fā)對(duì)中子和γ射線屏蔽效果好且力學(xué)性能優(yōu)良的新型輻射防護(hù)材料已經(jīng)成為材料研發(fā)的主要方面。
　　本文以Bi2(NO3)3.5H2O和H3BO3作為原料，通過(guò)溶膠凝膠法成功制備出硼酸鉍晶體，并通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，制備了不同形貌的硼酸鉍納米

2、結(jié)構(gòu)。研究表明，Bi/B摩爾比對(duì)產(chǎn)物物相有很大影響，當(dāng)n(Bi):n(B)=1:2時(shí)，產(chǎn)物為六方晶系的Bi6B10O24晶體。燒結(jié)溫度和時(shí)間對(duì)硼酸鉍形貌有一定影響，并得出當(dāng)在530℃下燒結(jié)5h時(shí)可以得到厚度為十幾納米的硼酸鉍片狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)燒結(jié)溫度為600℃，時(shí)間為3h時(shí)可以得到分散性較好，尺寸為100～300nm的硼酸鉍納米顆粒。初步探究了不同形貌的硼酸鉍納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)助劑檸檬酸和EDTA在硼酸鉍納米結(jié)構(gòu)的形成和形貌的控制方面

3、均起到了重要作用。
　　通過(guò)γ譜儀對(duì)制備得到的硼酸鉍納米粉體進(jìn)行γ射線屏蔽性能測(cè)試，并運(yùn)用蒙特卡羅(MCNP5)程序?qū)ζ錈嶂凶拥钠帘涡阅苓M(jìn)行模擬后發(fā)現(xiàn)，硼酸鉍納米粒子對(duì)中子和γ射線的屏蔽性能均隨著粉體含量的增大而增大；并且當(dāng)粉體含量相同時(shí)，對(duì)γ射線的質(zhì)量衰減系數(shù)隨著射線能量的增大而降低，同時(shí)由于鉍弱吸收區(qū)的存在，材料在105.3keV處表現(xiàn)出最高的屏蔽性能。另外，不同形貌的硼酸鉍納米粉體對(duì)熱中子和γ射線的屏蔽性能均要高于Bi2O3