一种新型的核辐射防护结构及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种新型的核辐射防护结构及其应用，包括外层、络合润湿层、活性炭纤维层一、改性活性炭层和活性炭纤维层二，外层与络合润湿层之间存在间隙，络合润湿层、活性炭纤维层一、改性活性炭层和活性炭纤维层二依次相邻铺覆；络合润湿层为经络合溶液浸渍处理后的合成纤维层，络合溶液为络合剂Ⅰ、丙三醇和去离子水配置而成的溶液；改性活性炭层为经络合剂Ⅱ浸渍处理后的活性炭颗粒层，活性炭颗粒层由活性炭颗粒经灌装处理后形成。本发明专利技术采用该结构，能够实现对气体中小颗粒气溶胶以及放射性碘的良好吸附，且可与多种放射性金属核素络合，从而起到双重吸附作用，并有效防止放射性碘通过呼吸进入人体内，避免形成内照射对人体健康造成的损害。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的核辐射防护结构及其应用
本专利技术涉及核辐射防护
，尤其涉及一种新型的核辐射防护结构及其应用。
技术介绍
在铀矿石开采场和铀加工厂、核电站以及使用核反应堆的单位等场所，核泄漏和放射性物质的存储事故会产生长期的环境污染(例如：铀-235半衰期为7亿年；铯-137半衰期为30年；锶-90半衰期为30年；钚-238半衰期为86年)，并且影响范围大，除前述放射性金属核素外，放射性碘-131对人体的有效半减期为7.6天，时间虽然短，但毒性高，对甲状腺影响严重。核泄漏一般情况对人员的影响表现在核辐射以及携带放射性物质的气溶胶(小于0.1μm的气溶胶做布朗运动，不沉降；1-10μm之间的气溶胶沉降缓慢，悬浮空气中较久)。核辐射可通过穿着辐射防护服有效的屏蔽或减弱，而放射性气溶胶可通过呼吸吸入、皮肤伤口沾染、肺部附着及消化道吸收进入体内，引起内照射。内照射形成的放射病的症状有：疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等，除此之外，还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生机率，影响几代人的健康。因此，在此类突发性事故中，军人、救援人员和市民的生命安全将面临严重的威胁。为提高在核环境中的防护性能，有效降低放射性元素对人体健康的影响，并避免携带放射性物质的气溶胶进入体内引发的内照射问题，故需保证核辐射防护装置具有安全、可靠的防护性能。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种安全可靠，能够实现对气体中小颗粒气溶胶以及放射性碘的良好吸附，且可与多种放射性金属核素络合，从而起到双重吸附作用，并有效防止放射性碘通过呼吸进入人体内，避免形成内照射对人体健康造成的损害，且使用寿命较长的新型的核辐射防护结构及其应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种新型的核辐射防护结构，其中所述新型的核辐射防护结构包括外层、络合润湿层、活性炭纤维层一、改性活性炭层和活性炭纤维层二，所述外层与络合润湿层之间存在间隙，所述络合润湿层、活性炭纤维层一、改性活性炭层和活性炭纤维层二依次相邻铺覆；所述络合润湿层设置为经络合溶液浸渍处理后的合成纤维层，所述络合溶液为络合剂Ⅰ、丙三醇和去离子水配置而成的溶液；所述改性活性炭层设置为经络合剂Ⅱ浸渍处理后的活性炭颗粒层，所述活性炭颗粒层由活性炭颗粒经灌装处理后形成，所述活性炭颗粒选用经过筛处理后得到的10-32目范围内各阶段的颗粒。进一步地，所述络合剂Ⅰ为四片段氨基酸与二乙烯三胺五乙酸三钠按质量比1:1溶于水中，获得的具有多个供电子官能团的有机化合物。进一步地，所述络合剂Ⅱ为三乙烯二胺试剂、三乙烯二胺与碘化钾混合试剂、六亚甲基四胺试剂、六亚甲基四胺与氯化钾混合试剂以及其它非苯多环叔胺类化合物中的任意一种或几种。进一步地，所述合成纤维层是由聚酯纤维形成，其单位面积的质量为70-90g，厚度为3-5mm，且吸水率达500-700％，而聚酯纤维是对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得，且聚酯纤维的直径为20-80nm。进一步地，所述外层与络合润湿层之间的间隙设置为3-10mm。进一步地，所述外层设置为通气阻力为20-40Pa的HEPA滤芯或滤纸。进一步地，所述活性炭纤维层一与活性炭纤维层二均是由单位面积质量为60-90g，且厚度为2-5mm的活性炭纤维构成，所述活性炭纤维的直径为8-12μm，且其平均孔径为2-3nm。进一步地，所述活性炭颗粒为椰壳活性炭颗粒、杏壳活性炭颗粒、果核壳活性炭颗粒、核桃壳活性炭颗粒、木质活性炭颗粒、煤质活性炭颗粒、稻壳活性炭颗粒、再生炭颗粒中的一种或几种。一种新型的核辐射防护结构的应用，其中所述新型的核辐射防护结构应用于滤毒盒、滤毒罐以及其它过滤件中。本专利技术具有的优点和积极效果是：(1)通过络合润湿层的润湿性，能够对气体中的小颗粒气溶胶以及放射性碘(包括碘单质和离子态碘)进行吸附，同时，由于络合润湿层为经络合溶液浸渍处理后的合成纤维层，而络合溶液为具有多个供电子官能团的络合剂Ⅰ配置而成，故使得合成纤维层可与多种放射性金属核素络合，从而起到双重吸附作用，提高该络合润湿层的防护性能。(2)通过改性活性炭层，能够对放射性碘(特别是有机碘)进行良好的吸附和络合，有效防止放射性碘通过呼吸进入人体内，以致形成内照射对人体健康造成的损害。(3)通过活性炭纤维层一和活性炭纤维层二能够进行气态放射性碘(包括碘单质和有机碘)的吸附，且活性炭纤维层一和活性炭纤维层二可对改性活性炭层中的活性炭颗粒进行固定。(4)通过活性炭纤维层二既能对透过改性活性炭层的气态放射性碘起到截留作用，又可在活性炭纤维层一与改性活性炭层吸附达到饱和后，辅助进行透过前几层后的放射性碘的继续吸附，从而延长该核辐射防护结构的使用寿命。(5)通过外层与络合润湿层之间存在的3-10mm间隙，能够防止外层对络合润湿层中水分的吸收，同时可增加气体与络合润湿层接触的几率，以提高络合润湿层对小颗粒气溶胶、放射性碘及放射性金属核素的物理吸附和化学处理效果。附图说明图1是本专利技术中核辐射防护结构的局部放大结构示意图。图2是在气态放射性碘的吸附实验中，未采用本专利技术中的核辐射防护结构，测得的气相色谱图。图3是在气态放射性碘的吸附实验中，采用本申请的核辐射防护结构，180分钟后对透过该核辐射防护结构的气体进行检测获得的气相色谱图。图中：外层1，络合润湿层2，活性炭纤维层一3，改性活性炭层4，活性炭纤维层二5。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行进一步的描述。实施例一一种应用于滤毒盒的新型的核辐射防护结构，包括滤毒盒本体和核辐射防护结构，核辐射防护结构安置于滤毒盒本体中，且该核辐射防护结构由外层1、络合润湿层2、活性炭纤维层一3、改性活性炭层4和活性炭纤维层二5组成，外层1与络合润湿层2之间存在3-10mm间隙布置，络合润湿层2远离外层1的一侧依次相邻铺覆活性炭纤维层一3、改性活性炭层4和活性炭纤维层二5。1、外层1采用通气阻力为20-40Pa的HEPA滤芯或滤纸，该层能够对较大颗粒物质进行良好阻挡，其中，HEPA滤芯由有机纤维组成，且其折叠厚度在0.8-1.5cm，并对直径≥300nm的颗粒物的阻挡效率大于等于99.9％，将该外层1布置于滤毒盒本体中。2、络合润湿层2该层能够对小颗粒气溶胶、放射性碘以及放射性金属核素进行良好的物理吸附和化学处理，该络合润湿层2与外层1间距3-10mm布置于滤毒盒本体中，且该层的制备过程为：(1)制备四片段氨基酸，首先使得单氨基酸在氨基的保护下与羧基进行活化处理，然后加入一种含苄基的氨基酸进行脱水锁合反应，生成两片段氨基酸，再依次经过3次脱水缩合反应，最后进行酸化处理去掉前述的氨基保护，从而得到四片段氨基酸；(2)将步骤(1)中的四片段氨基酸与二乙烯三胺五乙酸三钠按质量比1:1溶于水中，获得的具有多个供电子官能团的有机化合物，从而制得络合剂Ⅰ；(3)取步骤(2)的络合剂Ⅰ，在该络合剂Ⅰ中加入3-5％的丙三醇、去离子水，以使得络合剂Ⅰ配制成质量分数为20-30％的络合溶液；(4)将合成纤维在步骤(3)的络合溶液中进行浸渍处理，最终获得络合润湿层2，并使得该络合润湿层2与外层1间距3-10mm布置于滤毒盒本体中，具体地，合成纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的核辐射防护结构，其特征在于：所述新型的核辐射防护结构包括外层(1)、络合润湿层(2)、活性炭纤维层一(3)、改性活性炭层(4)和活性炭纤维层二(5)，所述外层(1)与络合润湿层(2)之间存在间隙，所述络合润湿层(2)、活性炭纤维层一(3)、改性活性炭层(4)和活性炭纤维层二(5)依次相邻铺覆；所述络合润湿层(2)设置为经络合溶液浸渍处理后的合成纤维层，所述络合溶液为络合剂Ⅰ、丙三醇和去离子水配置而成的溶液；所述改性活性炭层(4)设置为经络合剂Ⅱ浸渍处理后的活性炭颗粒层，所述活性炭颗粒层由活性炭颗粒经灌装处理后形成，所述活性炭颗粒选用经过筛处理后得到的10‑32目范围内各阶段的颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种新型的核辐射防护结构，其特征在于：所述新型的核辐射防护结构包括外层(1)、络合润湿层(2)、活性炭纤维层一(3)、改性活性炭层(4)和活性炭纤维层二(5)，所述外层(1)与络合润湿层(2)之间存在间隙，所述络合润湿层(2)、活性炭纤维层一(3)、改性活性炭层(4)和活性炭纤维层二(5)依次相邻铺覆；所述络合润湿层(2)设置为经络合溶液浸渍处理后的合成纤维层，所述络合溶液为络合剂Ⅰ、丙三醇和去离子水配置而成的溶液；所述改性活性炭层(4)设置为经络合剂Ⅱ浸渍处理后的活性炭颗粒层，所述活性炭颗粒层由活性炭颗粒经灌装处理后形成，所述活性炭颗粒选用经过筛处理后得到的10-32目范围内各阶段的颗粒。2.根据权利要求1所述的新型的核辐射防护结构，其特征在于：所述络合剂Ⅰ为四片段氨基酸与二乙烯三胺五乙酸三钠按质量比1:1溶于水中，获得的具有多个供电子官能团的有机化合物。3.根据权利要求1所述的新型的核辐射防护结构，其特征在于：所述络合剂Ⅱ为三乙烯二胺试剂、三乙烯二胺与碘化钾混合试剂、六亚甲基四胺试剂、六亚甲基四胺与氯化钾混合试剂以及其它非苯多环叔胺类化合物中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述的新型的核辐射防护结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永明，刘金剑，马全亮，张立顺，刘培勋，
申请(专利权)人：天津天颐科苑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12