低本底实验室屏蔽结构制造技术

本发明专利技术属于辐射防护设施，具体涉及一种用于构建大空间环境的低本底实验室屏蔽结构，包括采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构，以及由至少两层金属屏蔽层组合而成的内层屏蔽结构，所述的内层屏蔽结构的相邻金属屏蔽层之间设有支撑骨架，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。本发明专利技术能够降低实验室周围环境中放射性对本底的影响，极大降低实验室自然本底，有效地提高探测器灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于辐射防护设施，具体涉及一种用于构建大空间低本底环境的实验室屏蔽结构。
技术介绍
随着核能技术的发展应用，核活动越来越频繁，环境中放射性物质的来源更为复杂多样，放射性物质对人体的危害受到了公众的广泛关注。α/β检测仪、γ谱仪等已广泛应用于辐射防护、环境监测、科学研究等领域，以γ谱仪为例，其使用环境的本底水平是影响其探测下限的重要因素。目前我国低本底实验室主要采用混凝土浇筑后上钢覆面，对建材自身的放射性屏蔽效果不理想，不能称为真正意义上的“低本底”环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种实验室屏蔽结构以实现较大空间的低本底环境，并能够在辐射防护领域进行推广应用。本专利技术的技术方案如下：一种低本底实验室屏蔽结构，包括采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构，以及由至少两层金属屏蔽层组合而成的内层屏蔽结构，所述的内层屏蔽结构的相邻金属屏蔽层之间设有支撑骨架，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。进一步，如上所述的低本底实验室屏蔽结构，其中，所述的金属屏蔽层包括铅板、碳钢板、不锈钢板、铜板中的两种或多种。进一步，如上所述的低本底实验室屏蔽结构，其中，所述的粉末状屏蔽材料包括镉粉末、有机玻璃粉末、钢砂中的一种或多种。进一步，如上所述的低本底实验室屏蔽结构，其中，所述的支撑骨架采用碳钢型材组合而成。进一步，如上所述的低本底实验室屏蔽结构，其中，所述的采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构的厚度大于500mm。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所提供的实验室屏蔽结构消除了次级宇宙射线中的电子、质子、低能光子等软成份对本底的影响，降低实验室周围环境中放射性对本底的影响，极大降低实验室自然本底，有效地提高了探测器灵敏度。屏蔽结构所形成的大空间低本底环境有效降低样品测量中探测器对核素的探测下限，用于环境样品和其它样品的γ谱、α谱、总α、总β、低能β等分析测量，特别是用于未受污染的水、土壤以及生物样品等极低水平放射性测量。较大的低本底环境还可同时容纳多台仪器，实验室样品检测能力和水平都有大幅提高。附图说明图1为本专利技术低本底实验室屏蔽结构的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。本专利技术所提供的低本底实验室屏蔽结构采用内外双层结合的方式，形成较大空间低本底环境。外层屏蔽结构采用混凝土浇筑，形成较大的室内空间，室内增加铅、铁等不同屏蔽物质的多层组合的内层屏蔽结构。混凝土浇筑层：有效屏蔽宇宙射线中的软成份和周围环境中的射线(墙体厚度大于500mm)。所选用建材所含放射性核素应控制在一定限值以下。金属屏蔽层：由铅板、碳钢板、不锈钢板、铜板等不同屏蔽物质的两层或多层组合而成(选用存放多年的老铅老铁作屏蔽物质最佳)。铅板能够进一步屏蔽次级宇宙射线中的电子、质子、低能光子等软成份以及周围环境中产生的射线并有效屏蔽建材中所含核素对室内本底的影响。碳钢板能够有效屏蔽宇宙射线在铅屏蔽体内产生的低能散射射线等次级辐射。不锈钢板能够进一步屏蔽由于射线与物质的相互作用而在屏蔽材料中产生次级射线以及屏蔽材料本身的放射性。作为较好的实现形式，可以从外到内依次设置铅板、碳钢板、不锈钢板三种屏蔽物质，形成三层金属屏蔽层。通过多层复合屏蔽，消除了次级宇宙射线中的软成份和实验室周围环境中的放射性对本底的影响，极大降低实验室自然本底，形成γ辐射本底值≤30nGy/h的大空间。在内部屏蔽结构层相邻的金属屏蔽层之间增加支撑骨架，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。在实施过程中如若原设计屏蔽层未达到低本底的设计要求，可根据具体的周围环境，在空腔内增加镉粉末、有机玻璃粉末、钢砂等粉末状屏蔽材料，达到控制内部环境本底的目的。实施例本实施例所提供的低本底实验室建于地下一层，有效降低宇宙射线的影响。通过增加墙体厚度以降低宇宙射线和实验室外部环境中土壤、水等对本低值的影响。实验室墙体用混凝土浇筑，形成外层屏蔽结构，所选用水泥、石英砂、石英石、减水剂和预埋件等建材中放射性核素226Ra、232Th、40K的含量处于较低水平。选取低剂量率铅板、碳钢板、不锈钢板、铜板等材料制作金属屏蔽层，由两层或多层金属屏蔽层组合形成内层屏蔽结构，进一步降低建材中天然核素和宇宙射线的影响。如图1所示，外层屏蔽结构1由混凝土浇筑，形成较大的室内空间。内层屏蔽结构的第一金属屏蔽层2采用铅板或铜板或碳钢板，第二金属屏蔽层3采用不锈钢板。在第一金属屏蔽层2和第二金属屏蔽层3之间设置由碳钢型材组成的支撑骨架4。所有覆面焊接成一整体结构，在增加屏蔽层厚度的同时也保证整个低本底实验室的金属覆面成为一个平整的气密容器，以防止建筑物析出的氡进入室内，进一步降低室内空气吸收剂量率。如果原设计屏蔽层未达到低本底的设计要求，可根据具体的周围环境，在支撑骨架形成的空腔内增加镉粉末、有机玻璃粉末、钢砂等粉末状屏蔽材料，从而进一步控制内部环境本底。孔洞补充防护：进风口、出风口、进出管线等需在屏蔽层开孔时，尽量避免贯穿孔出现，而且需对贯穿孔采取密封和补充防护措施。通风管、强电管(电源)和弱电管(通讯、信号)进入室壁处应与钢覆面密封联接，室内管线铺设不能破坏钢覆面。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其同等技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低本底实验室屏蔽结构，其特征在于：包括采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构(1)，以及由至少两层金属屏蔽层组合而成的内层屏蔽结构，所述的内层屏蔽结构的相邻金属屏蔽层(2、3)之间设有支撑骨架(4)，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。

【技术特征摘要】
1.一种低本底实验室屏蔽结构，其特征在于：包括采用混凝土浇筑形成的外层屏蔽结构(1)，以及由至少两层金属屏蔽层组合而成的内层屏蔽结构，所述的内层屏蔽结构的相邻金属屏蔽层(2、3)之间设有支撑骨架(4)，形成空腔，在所述空腔内能够填充粉末状屏蔽材料。2.如权利要求1所述的低本底实验室屏蔽结构，其特征在于：所述的金属屏蔽层包括铅板、碳钢板、不锈钢板、铜板中的两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓渭，李小明，郭俊，郭朝选，张铻，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14