一种多射线屏蔽和自发电功能的轻质屏蔽体增材制造方法技术

本发明专利技术公开了一种多射线屏蔽和自发电功能的轻质屏蔽体增材制造方法，首先使用三维建模软件进行三维交织结构建模，再通过有限元工程分析软件进一步进行设计与优化结构，得到骨架的打印路径；然后将骨架材料、多种核射线屏蔽材料和光电材料分别均匀分散，制备3D打印专用材料；接着按照打印路径，采用骨架材料打印出三维交织结构的骨架；在骨架外部，采用多种核射线屏蔽材料打印出外侧填充结构；在骨架内部，采用光电材料打印出内部填充结构；最后通过层层堆叠打印，直至加工出核辐射屏蔽的轻质增材样品。本发明专利技术通过增材制造工艺实现复杂的结构化设计并做到实体的加工与制造，克服了核辐射屏蔽体传统制造加工的缺陷。辐射屏蔽体传统制造加工的缺陷。辐射屏蔽体传统制造加工的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种多射线屏蔽和自发电功能的轻质屏蔽体增材制造方法


[0001]本专利技术涉及核辐射屏蔽设计领域，具体涉及一种多射线屏蔽和自发电功能的轻质屏蔽体增材制造方法。

技术介绍

[0002]核燃料在反应堆裂变的过程中，会产生大量的逃逸中子、伽马射线等多种射线。在屏蔽防护层的设计当中，因为核辐射种类较多且微观粒子运动时表现的不确定性，往往是用厚实致密的屏蔽材料进行简单的层层叠加和包裹进行屏蔽。受制于传统制造技术上的缺陷，每层屏蔽材料又只能单独制造成形，故而存在着屏蔽体复杂结构难成形、层与层之间力学性能差、研制周期长、加工难度大等问题。同时传统屏蔽材料大多形式单一，密度大，又难以满足未来对核反应堆小型化、轻量化、可移动性的要求。
[0003]另外，核辐射中以伽马射线为代表的多种电磁波射线，其屏蔽机理一直主要是用铅、钨等重原子序数材料吸收降能，大量的光子能最终以热能的形式传播了出去，并没有得到一定的有效转化与利用。
[0004]有鉴于此，确有必要提出一种针对多射线防护及并行自发电的轻质核辐射屏蔽体，并以先进的增材制造技术实现制造成形。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多射线屏蔽和自发电功能的轻质屏蔽体增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：使用三维建模软件进行三维交织结构建模，再通过有限元工程分析软件进一步进行设计与优化结构，得到骨架的打印路径；步骤二：将骨架材料、多种核射线屏蔽材料和光电材料分别均匀分散，制备3D打印专用材料；步骤三：按照打印路径，采用骨架材料制备的3D打印专用材料打印出三维交织结构的骨架；在骨架外部，采用多种核射线屏蔽材料制备的3D打印专用材料打印出外侧填充结构；在骨架内部，采用光电材料制备的3D打印专用材料打印出内部填充结构；步骤四：通过层层堆叠打印，直至加工出核辐射屏蔽的轻质增材样品。2.根据权利要求1所述的一种多射线屏蔽和自发电功能的轻质屏蔽体增材制造方法，其特征在于，所述骨架采用含氢聚合物轻质材料。3.根据权利要求2所述的一种多射线屏蔽和自发电功能的轻质屏蔽体增材制造方法，其特征在于，所述骨架材料具有一定的快中子慢化和力学性能，骨架材料采用聚乙烯、聚醚醚酮、尼龙、环氧树脂和聚酯纤维中任意一种单材料或至少两种材料组合的混合材料。4.根据权利要求1所述的一种多射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹毅，万坤，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：