RU2172990C2 - X-ray absorbing material - Google Patents
X-ray absorbing material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172990C2 RU2172990C2 RU99111585/06A RU99111585A RU2172990C2 RU 2172990 C2 RU2172990 C2 RU 2172990C2 RU 99111585/06 A RU99111585/06 A RU 99111585/06A RU 99111585 A RU99111585 A RU 99111585A RU 2172990 C2 RU2172990 C2 RU 2172990C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ray absorbing
- matrix
- ray
- filler
- particles
- Prior art date
Links
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 title claims description 17
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 38
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 25
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 22
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 abstract description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 31
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 31
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 6
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 5
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003974 emollient agent Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N oxotungsten Chemical class [W]=O VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000003223 protective agent Substances 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиационнозащитным материалам и может быть использовано для изготовления средств защиты обслуживающего персонала и оборудования от рентгеновского и гамма-излучения. The invention relates to radiation-protective materials and can be used for the manufacture of protective equipment for staff and equipment from x-ray and gamma radiation.
По патенту РФ N 2121177, МПК G 21 F 1/10, приоритет 30.09.97 (прототип) (1) известен материал, у которого в качестве наполнителя используют сегрегированную путем перемешивания полидисперсную смесь, включающую частицы металла размером 10-9 - 10-3 м, охваченных объемом матрицы, выполненной из отверждающегося при атмосферном давлении по меньшей мере одного компонента или композиции на его основе, а общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением
М = (0,05 - 0,5)m,
где М - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - эквивалентная масса материала рентгенопоглощающего наполнителя, равная по защитным свойствам массе М.According to the patent of the Russian Federation N 2121177, IPC G 21 F 1/10, priority 30.09.97 (prototype) (1) a material is known for which a segregated by mixing polydisperse mixture comprising metal particles of size 10 -9 - 10 -3 is used as a filler m, covered by the volume of the matrix made of at least one component or composition based on it which is cured at atmospheric pressure, and the total mass of the segregated polydisperse mixture of particles of the X-ray absorbing filler is regulated by the ratio
M = (0.05 - 0.5) m,
where M is the total mass of segregated polydisperse mixture of particles of x-ray absorbing filler;
m is the equivalent mass of the material of the X-ray absorbing filler, equal in protective properties to the mass of M.
Недостаток этого материала заключается в том, что матрица выполнена из отверждающегося при атмосферном давлении компонента, т.е. матрица приобретает рабочее состояние при нормальных условиях, определяемых давлением p = 101325 Па (760 мм рт.ст.) и абсолютной температурой T = 273,15 К (t = 0oC) [см. с. 318, Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. М., "Советская Энциклопедия", 1977., 608 с.] (2), из-за чего сужаются возможные области использования эффекта аномального ослабления интенсивности потока квантов проникающего излучения согласно открытия (Диплом N 57 Российской Академии Естественных Наук на открытие "Явление аномального изменения интенсивности потока квантов проникающего излучения моно- и многоэлементными средами", с приоритетом от 19.09.1996 г. - копия прилагается) (3).The disadvantage of this material is that the matrix is made of a component that cures at atmospheric pressure, i.e. the matrix acquires a working state under normal conditions, determined by the pressure p = 101325 Pa (760 mm Hg) and the absolute temperature T = 273.15 K (t = 0 o C) [see from. 318, Polytechnical Dictionary. Ch. ed. I.I. Artobolevsky. Moscow, "Sovetskaya Encyclopedia", 1977., 608 pp.] (2), because of which the possible areas of using the effect of anomalous attenuation of the intensity of the quantum flux of penetrating radiation according to the discovery are narrowed (Diploma N 57 of the Russian Academy of Natural Sciences for the discovery of "The phenomenon of anomalous changes in the intensity of the quantum flux of penetrating radiation by mono- and multielement media ", with a priority of September 19, 1996 - a copy is attached) (3).
Существует целый ряд матриц (например, резины, термопластические полимеры, эмали и т.д.), которые приобретают рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях и отверждающихся при давлениях, отличающихся от атмосферного. There are a number of matrices (for example, rubbers, thermoplastic polymers, enamels, etc.) that acquire a working state under conditions other than normal and curing at pressures other than atmospheric.
Следует подчеркнуть, что приобретение матрицей рабочего состояния при повышенных давлениях, например, соответствующих давлениям вулканизации резины, вышеуказанный аномальный эффект ослабления потока квантов проникающего излучения несколько снижается из-за частичного разрушения энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей. Однако его снижение даже практически до пределов, регламентированных известным экспоненциальным законом (см. Патент N 2121177), все же находится в границах практической целесообразности использования таких материалов на практике. Наряду с этим рентгенопоглощающий материал по известному патенту обладает еще и тем недостатком, что в сегрегированном полидисперсном слое рентгенопоглощающего наполнителя, зафиксированного на промежуточном носителе (например, в виде текстильной основы), под действием пучка первичного проникающего излучения возникает высокоэнергетичное вторичное излучение. Это явление названо "туннелированием" квантов (фотонов) проникающего излучения [В.I. Ткаченко, М.I. Пилипенко, Ю.А. Крикун, В.А. Iванов.- Ефект "тунелювання" фотонiв рентгенiвського випромiнення в полiдисперсному шapi (Effect of x-ray photon "tunneling" in polydisperse layer), Украiнський радiологiчний журнал (Ukrainian Journal of Radiology). - 1998, N 1. - с. 10 - 14]. Суть его заключается в том, что под действием первичного пучка проникающего излучения в сегрегированном полидисперсном слое рентгенопоглощающего наполнителя индуцируется образование потока квантов (фотонов) вторичного излучения, который распространяется по полидисперсному слою, повторяя все его изгибы, с незначительной потерей энергии и покидает его в торцевой части, имея энергию того же порядка, что и первичное излучение. Это резко снижает надежность защитных средств и совершенно недопустимо для рентгенопоглощающих материалов, предназначенных для защиты людей, сооружений и оборудования от воздействия рентгеновского и гамма-излучений. It should be emphasized that the acquisition by the matrix of an operating state at elevated pressures, for example, corresponding to the vulcanization pressures of rubber, the above-mentioned anomalous effect of attenuation of the flux of quanta of penetrating radiation is somewhat reduced due to the partial destruction of energetically interconnected X-ray absorbing ensembles. However, its decrease, even practically to the extent regulated by the well-known exponential law (see Patent No. 2121177), nevertheless falls within the practical expediency of using such materials in practice. Along with this, the x-ray absorbing material according to the known patent also has the disadvantage that in the segregated polydisperse layer of the x-ray absorbing filler fixed on an intermediate carrier (for example, in the form of a textile base), high-energy secondary radiation arises under the influence of a primary penetrating radiation beam. This phenomenon is called the "tunneling" of quanta (photons) of penetrating radiation [B.I. Tkachenko, M.I. Pilipenko, Yu.A. Krikun, V.A. Ivanov.- The effect of "tunneling" of photons of X-ray photon "tunneling" in polydisperse layer, Effect of x-ray photon "tunneling" in polydisperse layer, Ukrainian Journal of Radiology. - 1998, N 1. - p. 10-14]. Its essence lies in the fact that under the influence of the primary penetrating radiation beam in the segregated polydisperse layer of the X-ray absorbing filler, the formation of a stream of quanta (photons) of secondary radiation is induced, which propagates through the polydisperse layer, repeating all its bends, with a slight loss of energy and leaves it in the end part having energy of the same order as the primary radiation. This dramatically reduces the reliability of protective equipment and is completely unacceptable for X-ray absorbing materials designed to protect people, structures and equipment from exposure to x-ray and gamma radiation.
Техническим эффектом от использования изобретения являются
1) обеспечение самоорганизации полидисперсных частиц и частично разрушающихся энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблях, ответственных за аномальное ослабление потока квантов проникающего излучения, и за счет этого расширяется область практической реализации этого эффекта;
2) повышение надежности защитных средств, изготавливаемых из рентгенопоглощающих материалов согласно изобретению с сохранением, на достаточном для практических целей уровне, аномальных защитных характеристик, присущих сегрегированным полидисперсным металлосодержащим смесям.The technical effect of the use of the invention are
1) ensuring the self-organization of polydisperse particles and partially collapsing energetically interconnected X-ray absorbing ensembles, responsible for the anomalous attenuation of the flux of quanta of penetrating radiation, and due to this, the field of practical realization of this effect expands;
2) increasing the reliability of protective agents made from X-ray absorbing materials according to the invention while maintaining, at a level sufficient for practical purposes, the anomalous protective characteristics inherent in segregated polydispersed metal-containing mixtures.
Указанный эффект достигается следующим образом. The indicated effect is achieved as follows.
В качестве наполнителя матрицы рентгенопоглощающего материала используют полидисперсную смесь, включающую частицы по меньшей мере одного металла или его химического соединения или их композиции, охваченных объемом матрицы, выполненной из по меньшей мере одного компонента или композиции на его основе, приобретающих рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях, а общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением
М = (0,51 - 0,99)m
где M - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - масса рентгенопоглощающего наполнителя, выбранная из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя.A polydisperse mixture is used as the filler of the matrix of the X-ray absorbing material, including particles of at least one metal or its chemical compound or their composition, covered by the volume of the matrix made of at least one component or composition based on it, acquiring an operating state in different from normal conditions , and the total mass of the segregated polydisperse mixture of particles of X-ray absorbing filler is regulated by the ratio
M = (0.51 - 0.99) m
where M is the total mass of segregated polydisperse mixture of particles of x-ray absorbing filler;
m is the mass of the X-ray absorbing filler selected from the condition of the required X-ray protective properties for the pure X-ray absorbing filler.
Матрица рентгенопоглощающего материала выполнена композиционной, включающей гомогенную основную и матрицу промежуточный носитель, а наполнитель включает две одинаковых или отличающихся по химическому составу смеси, частицы одной из которых зафиксированы в гомогенной основной матрице, а другой - в промежуточном носителе. The matrix of the X-ray absorbing material is made composite, comprising a homogeneous base and an intermediate carrier matrix, and the filler includes two mixtures of the same or different in chemical composition, particles of one of which are fixed in a homogeneous main matrix and the other in an intermediate carrier.
Приведенные выше признаки, характеризующие изобретение, существенны, т. к. каждый из них влияет на технический результат, который обеспечивает решение поставленных задач. The above features characterizing the invention are significant, because each of them affects the technical result, which provides a solution to the tasks.
Принципиальным отличием рентгенопоглощающего материала по предлагаемому изобретению от материала по известному патенту является использование матрицы, приобретающей рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях и общая масса рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением М = (0,51 - 0,99)m. При этом объем матрицы может охватывать частицы наполнителя в виде чистого металла, его химического соединения или их композиции. The fundamental difference between the X-ray absorbing material according to the invention from the material according to the well-known patent is the use of a matrix acquiring a working condition in different from normal conditions and the total mass of the X-ray absorbing filler is regulated by the ratio M = (0.51 - 0.99) m. The volume of the matrix may include particles of the filler in the form of a pure metal, its chemical compound or their composition.
Качественно новый положительный эффект, заключающийся в самоорганизации полидисперсных частиц в частично разрушающихся энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблях, ответственных за аномальное ослабление потока квантов проникающего излучения обуславливает расширение области практической реализации этого эффекта. Новый положительный эффект достигается лишь с помощью всей совокупности признаков. A qualitatively new positive effect, which consists in the self-organization of polydisperse particles in partially destroyed energetically interconnected X-ray absorption ensembles, responsible for the anomalous attenuation of the flux of penetrating radiation quanta, leads to an expansion in the field of practical realization of this effect. A new positive effect is achieved only with the help of the totality of signs.
Включение в предлагаемый материал известных по патенту N 2121177 элементов: матрица и промежуточный носитель, в предлагаемом решении выполнены с существенным изменением их взаимосвязи с наполнителем, который в отличие от известного патента включает две одинаковых или отличающихся по химическому составу смеси, частицы одной из которых зафиксированны в матрице, а другой - в промежуточном носителе. В результате достигается качественно новый эффект - предотвращение возникновения опасного для человека (и других защищаемых объектов) вторичного излучения, обусловленного эффектом "туннелирования" квантов проникающего излучения. Из изложенного выше очевидно, что отличительные признаки предлагаемого материала обладают существенными отличиями от признаков материала по известному патенту. The inclusion in the proposed material of the elements known from the patent N 2121177: the matrix and the intermediate carrier, in the proposed solution are made with a significant change in their relationship with the filler, which, unlike the known patent, includes two identical or different in chemical composition mixtures, particles of one of which are fixed in matrix, and the other in the intermediate medium. As a result, a qualitatively new effect is achieved - the prevention of the occurrence of secondary radiation hazardous to humans (and other protected objects), due to the effect of "tunneling" of quanta of penetrating radiation. From the foregoing, it is obvious that the distinguishing features of the proposed material have significant differences from the characteristics of the material according to the known patent.
Воздействие давления (отличающегося от атмосферного) и температуры (отличающейся от 0oC) на размещенные в сегрегированной полидисперсной смеси из частиц металла (или его химического соединения или их композиции) размером 10-9-10-3 м обуславливает разрушение части энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей, образовавшихся при перемешивании полидисперсной смеси. Это в свою очередь приводит и к определенному снижению аномального эффекта ослабления потока квантов. Однако это снижение вплоть до пределов, регламентированных известным экспоненциальным законом, находится в границах целесообразности использования таких материалов на практике. Выполнение условия, при котором общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из части рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением
М = (0,51 - 0,99)m
где М - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - масса рентгенопоглощающего наполнителя, выбранная из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя, позволяет при использовании предлагаемого рентгенопоглощающего материала в зависимости от конкретных технических условий и при сохранении степени ослабления рентгеновского и гамма-излучения снизить массу известных рентгенопоглощающих наполнителей в защитных материалах от 1,01 до 1,96 раза.The influence of pressure (different from atmospheric) and temperature (different from 0 o C) on the size of 10 -9 -10 -3 m placed in a segregated polydisperse mixture of metal particles (or its chemical compound or their composition) causes the destruction of some energetically interconnected X-ray absorption ensembles formed by stirring a polydisperse mixture. This in turn leads to a certain decrease in the anomalous effect of attenuation of the flux of quanta. However, this decrease, up to the limits regulated by the well-known exponential law, is within the limits of the expediency of using such materials in practice. The fulfillment of the condition under which the total mass of the segregated polydisperse mixture from the part of the X-ray absorbing filler is regulated by the ratio
M = (0.51 - 0.99) m
where M is the total mass of segregated polydisperse mixture of particles of x-ray absorbing filler;
m is the mass of the X-ray absorbing filler selected from the condition of the required X-ray protective properties for a pure X-ray absorbing filler, when using the proposed X-ray absorbing material, depending on the specific technical conditions and while maintaining the degree of attenuation of the X-ray and gamma radiation, the mass of known X-ray absorbing fillers in the protective materials is reduced from 1, 01 to 1.96 times.
Кроме того, в матрице рентгеноноглощающего материала использован промежуточный носитель на текстильной основе. Промежуточный носитель фиксирует в себе металлосодержащий рентгенопоглощающий наполнитель в количестве обычно не превышающем 100 - 120% от массы промежуточного носителя. При этом последний, выполняя функцию носителя сегрегированного слоя из полидисперсных частиц, организованных во взаимосвязанные энергетические ансамбли с аномально высокими рентгенопоглощающими свойствами, одновременно обеспечивает интегральную плотность (т. е. вместе с зафиксированным рентгенопоглощающим наполнителем) существенно более низкую, чем плотность отдельно взятого металлосодержащего рентгенопоглощающего наполнителя. В результате приближения указанной интегральной плотности по величине к плотности гомогенной основной матрицы обеспечивается более равномерное распределение металлосодержащего рентгенопоглощающего наполнителя по объему матрицы. Кроме того, волокна промежуточного носителя, распределенные в объеме матрицы, играют роль арматуры. Все это в комплексе повышает прочность и рентгенопоглощающие свойства материала, снижает расход рентгеноноглощающего наполнителя. In addition, a textile-based intermediate is used in the matrix of the X-ray-absorbing material. The intermediate carrier fixes a metal-containing X-ray absorbing filler in an amount usually not exceeding 100 - 120% by weight of the intermediate carrier. Moreover, the latter, acting as a carrier of a segregated layer of polydisperse particles organized into interconnected energy ensembles with abnormally high X-ray absorbing properties, at the same time provides an integral density (i.e., together with a fixed X-ray absorbing filler) that is significantly lower than the density of a single metal-containing X-ray absorbing filler . As a result of the approximation of the indicated integral density in magnitude to the density of the homogeneous main matrix, a more uniform distribution of the metal-containing X-ray absorbing filler over the matrix volume is ensured. In addition, the fibers of the intermediate carrier, distributed in the matrix, play the role of reinforcement. All this together increases the strength and X-ray absorption properties of the material, reduces the consumption of X-ray filler.
Однако в слое сегрегированной металлосодержащей полидисперсной смеси под действием первичного пучка проникающего излучения индуцируются кванты вторичного проникающего излучения, что обусловлено эффектом "туннелирования" квантов. Вполне понятно, что такой слой может сформироваться в материале согласно изобретению только на волокнистом промежуточном носителе (особенно на тканях: при деформации их волокон, имевших до деформации круглое сечение, например, при наложении давления в пресс-форме при вулканизации; при увеличении толщины слоя с перекрытием межнитяных зазоров; при использовании волокон некруглого сечения и т.п.). Цилиндрическая же поверхность волокон создает условия для формирования на них замкнутых полидисперсных слоев, которые могут играть роль "фотонных ловушек". Индуцированные в замкнутом в кольцо полидисперсном слое кванты (фотоны) вторичного излучения двигаются по замкнутой кольцеобразной траектории, постепенно рассеивая свою энергию и в определенной мере препятствуя движению квантов к торцам цилиндрического волокна. Однако даже в случае, если у волокон идеальная цилиндрическая поверхность и сплошной полидисперсный слой, нет полной гарантии в том, что какая-то часть квантов вторичного излучения не пройдет по цилиндрической поверхности полидисперсного слоя в направлениях к торцам волокон и не выйдет за их пределы. Ясно, что ни о какой гарантии не может быть и речи в случае нарушения круглого поперечного сечения волокон промежуточного носителя. However, in the layer of a segregated metal-containing polydisperse mixture, secondary penetrating radiation quanta are induced under the influence of the primary penetrating radiation beam, which is caused by the “tunneling” effect of quanta. It is quite clear that such a layer can be formed in the material according to the invention only on a fibrous intermediate carrier (especially on fabrics: upon deformation of their fibers, which had a circular cross section before deformation, for example, upon application of pressure in the mold during vulcanization; upon increasing the thickness of the layer with overlapping internetwork gaps; when using non-circular fibers, etc.). The cylindrical surface of the fibers creates the conditions for the formation of closed polydisperse layers on them, which can play the role of “photon traps”. The quanta (photons) of secondary radiation induced in a polydisperse layer closed in a ring move along a closed ring-shaped trajectory, gradually dissipating its energy and, to a certain extent, preventing the movement of quanta to the ends of the cylindrical fiber. However, even if the fibers have an ideal cylindrical surface and a continuous polydisperse layer, there is no complete guarantee that some of the quanta of secondary radiation will not pass along the cylindrical surface of the polydisperse layer in the directions to the ends of the fibers and will not go beyond them. It is clear that there can be no question of any guarantee in case of violation of the circular cross section of the fibers of the intermediate carrier.
Кардинальное предотвращение возникновения вторичного проникающего излучения, обусловленного эффектом "туннелирования" его квантов, достигается "фотонными ловушками" несколько иного рода. Из-за отсутствия достаточных теоретических и экспериментальных исследований в этой области механизм образования указанных "фотонных ловушек" может быть объяснен лишь на феноменологическом уровне на основе концепции сил взаимного заряжения полидисперсных частиц обоих смесей. A radical prevention of the occurrence of secondary penetrating radiation due to the effect of "tunneling" of its quanta is achieved by "photon traps" of a slightly different kind. Due to the lack of sufficient theoretical and experimental studies in this area, the mechanism of formation of these “photon traps” can be explained only at a phenomenological level based on the concept of the mutual charging forces of polydisperse particles of both mixtures.
В композиционной матрице рентгенопоглощающий наполнитель образует две принципиально различные автономные системы энергетических ансамблей из частиц сегрегированных рентгенопоглощающих смесей: одна из этих систем образована в гомогенной основной матрице, а другая - в промежуточном носителе. Каждая из указанных систем, характеризуясь своими локальными электростатическими полями, проявляет способность аномально сильно ослаблять поток квантов проникающего излучения. Однако принципиальное отличие указанных систем состоит в том, что в полидисперсном слое, зафиксированном на промежуточном носителе, происходит индуцирование квантов опасного вторичного проникающего излучения, что связано, по-видимому, с плоскостной ориентацией энергетических ансамблей. В то же время частицы полидисперсной смеси, организованные в энергетически взаимосвязанные рентгенопоглощающие ансамбли, распределенные в объеме гомогенной основной матрицы, вследствие объемной ориентации являются своеобразными фотонными ловушками и препятствуют индуцированию вторичного излучения. In the composite matrix, the X-ray absorbing filler forms two fundamentally different autonomous systems of energy ensembles of particles of segregated X-ray absorption mixtures: one of these systems is formed in a homogeneous main matrix, and the other in an intermediate carrier. Each of these systems, characterized by its local electrostatic fields, shows the ability to abnormally weaken the flux of quanta of penetrating radiation. However, the fundamental difference between these systems is that in a polydisperse layer fixed on an intermediate carrier, quanta of dangerous secondary penetrating radiation are induced, which is apparently associated with the planar orientation of energy ensembles. At the same time, particles of a polydisperse mixture organized in energetically interconnected X-ray absorbing ensembles distributed in the volume of a homogeneous main matrix, due to the volume orientation, are peculiar photon traps and prevent the induction of secondary radiation.
В материале согласно изобретению для подавления индуцируемого вторичного излучения вышеуказанные две автономные системы трансформируют в одну общую путем охвата гомогенной основной матрицей матрицы в виде промежуточного носителя. При этом происходит взаимное сближение и проникновение предварительно сформированных на промежуточном носителе и в основной матрице локальных электростатических полей системы взаимосвязанных ансамблей полидисперсных частиц. Из-за различия в размерах частиц и их химического состава оказываются различными и фермиевские энергии частиц. Чтобы энергия новой системы ансамблей частиц была минимальной, электроны из частиц с большими значениями энергий Ферми должны перейти в частицы с меньшими значениями энергии Ферми. При этом частицы с большими значениями энергии Ферми заряжаются положительно, а частицы с меньшими значениями энергии Ферми - отрицательно. Поскольку частицы получают разноименные заряды, то между ними возникают силы взаимного притяжения и такая система является устойчивой и стабильной. In the material according to the invention, in order to suppress induced secondary radiation, the above two autonomous systems are transformed into one common system by embracing a matrix in the form of an intermediate carrier by covering the matrix with a homogeneous basic matrix. In this case, the mutual approach and penetration of the systems of interconnected ensembles of polydisperse particles preformed on the intermediate carrier and in the main matrix of local electrostatic fields occurs. Due to differences in particle sizes and their chemical composition, the Fermi energies of the particles also turn out to be different. In order for the energy of the new system of ensembles of particles to be minimal, electrons from particles with high Fermi energies must go into particles with lower Fermi energies. In this case, particles with large values of the Fermi energy are charged positively, and particles with lower values of the Fermi energy are negatively charged. Since particles receive opposite charges, mutual attraction forces arise between them and such a system is stable and stable.
Вследствие действия сил взаимного заряжения заряды частиц в ансамблях не являются аддитивными - они носят существенно кооперативный характер. Если убрать несколько частиц в ансамбле, не меняя положения остальных, то заряды оставшихся частиц изменятся, а следовательно, изменятся и силы их взаимодействия. Перераспределение зарядов обуславливает возникновение сильных локальных электростатических полей в ансамблях частиц. А поскольку плоскостная ориентация ансамблей на промежуточном носителе, которая стимулирует возникновение эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения, трансформировалась в объемную, условия для индуцирования квантов вторичного излучения пропадают, в результате чего эффект "туннелирования" квантов оказывается подавленным. Due to the action of the forces of mutual charge, the charges of the particles in the ensembles are not additive - they are essentially cooperative. If we remove several particles in the ensemble without changing the position of the others, then the charges of the remaining particles will change, and consequently, the forces of their interaction will also change. The redistribution of charges leads to the appearance of strong local electrostatic fields in ensembles of particles. And since the planar orientation of the ensembles on an intermediate carrier, which stimulates the emergence of the effect of “tunneling” of quanta of penetrating radiation, is transformed into a volumetric one, the conditions for inducing quanta of secondary radiation disappear, as a result of which the effect of “tunneling” of quanta is suppressed.
В результате предлагаемый рентгенопоглощающий материал, сохраняя в определенных пределах аномально высокие рентгенопоглощающие свойства, в отличие от прототипа, полностью предотвращает возникновение эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения. As a result, the proposed X-ray absorbing material, while maintaining, within certain limits, anomalously high X-ray absorption properties, in contrast to the prototype, completely prevents the occurrence of the “tunneling” effect of penetrating radiation quanta.
Использование предлагаемого технического решения позволяет существенно расширить область использования эффекта аномального ослабления потока квантов проникающего излучения, что в свою очередь позволяет включить и практическую реализацию целую гамму новых эффективных защитных рентгенопоглощающих материалов, матрицы которых приобретают рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях. Кроме того, использование этого решения позволяет успешно подавлять вторичное проникающее излучение, обусловленное эффектом "туннелировання" квантов проникающего излучения. The use of the proposed technical solution allows us to significantly expand the scope of the use of the effect of anomalous attenuation of the flux of quanta of penetrating radiation, which in turn allows us to include the practical implementation of a whole gamut of new effective protective X-ray absorbing materials, the matrices of which acquire a working state under different conditions. In addition, the use of this solution makes it possible to successfully suppress secondary penetrating radiation due to the tunneling quanta of penetrating radiation.
Изобретение иллюстрируют следующие примеры. The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. В матрицу в виде сырой резины на основе натурального каучука с соответствующими вулканизирующими, стабилизирующими и мягчительными добавками был введен рентгенопоглощающий наполнитель в виде сегрегированной полидисперсной смеси из частиц размером 10-9 - 10-3 м сложных окислов редкоземельных элементов (РЗЭ) (в следующем составе: окись церия - 70%; окись лантана - 20%; окись неодима - 5%; окись презеодима - 1%; другие сложные окислы РЗЭ - 3%; механические примеси - 1%) в количестве трех массовых долей РЗЭ на одну массовую долю каучука, т.е. заготовка образца включала 25% по массе каучука и 75% по массе РЗЭ. В процессе каландрования из сырой резины с введенным наполнителем была сформирована листовая заготовка, по толщине превышающая высоту пресс-формы в 1,5 раза. При этом объем заготовки экспериментально был подобран таким образом, что в процессе формирования толщины образца указанный объем заготовки заполнял объем пресс-формы с минусовым допуском (т. е. имело место превышение объема пресс-формы над объемом заготовки). В результате частичное разрушение энергетически взаимосвязанных рентгеноноглощающих ансамблей происходило только в процессе заполнения под давлением сырой резиной объема пресс-формы. Поскольку после заполнения пресс-формы дальнейший ход штока вулканизирующего пресса ограничивался пресс-формой, то процесс формирования образца по толщине прекращался и давление в пресс-форме не увеличивалось. Вулканизацию образца осуществляли при температуре 150oC в течение 25 мин.Example 1. In a matrix in the form of crude rubber based on natural rubber with the appropriate vulcanizing, stabilizing and emollient additives, an X-ray absorbing filler was introduced in the form of a segregated polydisperse mixture of particles with a size of 10 -9 - 10 -3 m complex rare-earth oxides (REE) (in the following composition: cerium oxide - 70%; lanthanum oxide - 20%; neodymium oxide - 5%; presodymium oxide - 1%; other complex REE oxides - 3%; mechanical impurities - 1%) in the amount of three mass fractions of REE per mass rubber fraction, i.e. sample preparation included 25% by weight of rubber and 75% by weight of REE. In the calendering process, a raw material was formed from crude rubber with introduced filler, 1.5 times thicker than the height of the mold. In this case, the workpiece volume was experimentally selected in such a way that during the formation of the sample thickness, the specified workpiece volume filled the mold volume with a minus tolerance (i.e., there was an excess of the mold volume over the workpiece volume). As a result, the partial destruction of energetically interconnected X-ray-absorbing ensembles occurred only during the filling of the mold volume with crude rubber under pressure. Since after filling the mold, the further stroke of the vulcanizing press was limited by the mold, the formation of the sample in thickness was stopped and the pressure in the mold did not increase. Vulcanization of the sample was carried out at a temperature of 150 o C for 25 minutes
В результате был получен образец рентгенопоглощающего материала (резины) размером 10 х 10 см со следующими характеристиками: толщина образца резины δ = 0,2 см; плотность - ρ = 2,8 г/см3; масса образца резины, отнесенная к площади 1 см2, составляет 0,559 г, то есть общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя, приведенная к 1 см2 образца, составляет М = 0,419 г.The result was a sample of x-ray absorbing material (rubber) measuring 10 x 10 cm with the following characteristics: thickness of the rubber sample δ = 0.2 cm; density - ρ = 2.8 g / cm 3 ; the mass of the rubber sample, referred to the area of 1 cm 2 , is 0.559 g, that is, the total mass of the segregated polydisperse mixture of particles of X-ray absorbing filler, reduced to 1 cm 2 of the sample, is M = 0.419 g.
Последующий рентгенографический контроль (энергия квантов 60 кэВ) показал, что рентгенозащитные свойства полученного образца резины толщиной 0,2 см эквиваленты защитным свойствам свинца толщиной 0,045 см. Subsequent x-ray control (quantum energy 60 keV) showed that the x-ray protective properties of the resulting rubber sample 0.2 cm thick are equivalent to the protective properties of lead 0.045 cm thick.
Для получения указанного свинцового эквивалента в соответствии с классическими представлениями (экспоненциальная зависимость) необходимо в пересчете на 1 см2 резиновой матрицы ввести сложные окислы РЗЭ, то есть рентгенопоглощающий наполнитель с массой m = 0,638 г, выбранной из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя.To obtain the indicated lead equivalent in accordance with the classical concepts (exponential dependence), it is necessary to introduce complex REE oxides, i.e., an X-ray absorbing filler with a mass of m = 0.638 g, selected from the condition for the required X-ray protective properties for a pure X-ray absorbing filler, in terms of 1 cm 2 of the rubber matrix.
Отсюда очевидно, что соотношение М/m = 0,419/0,638 = 0,66 входит в заявляемый в формуле изобретения диапазон (0,51 - 0,99), что позволяет включить в практическую реализацию материал с эффектом аномального ослабления потока проникающего излучения, матрица которого приобретает рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях. Therefore, it is obvious that the ratio M / m = 0.419 / 0.638 = 0.66 is included in the range claimed in the claims (0.51 - 0.99), which makes it possible to include in the practical implementation a material with the effect of anomalous attenuation of the penetrating radiation flux, whose matrix acquires a working condition in different from normal conditions.
Пример 2. В матрицу в виде сырой резины на основе синтетического каучука СКМ - 3 с соответствующими вулканизирующими, стабилизирующими и мягчительными добавками был введен рентгенопоглощающий наполнитель в виде сегрегированной полидисперсной смеси из частиц размером 10-9 - 10-3 м окислов редкоземельных элементов (РЗЭ) (в следующем составе: окись церия - 70%; окись лантана - 20%; окись неодима - 5%; окись презеодима - 1%; другие сложные окислы РЗЭ - 3%; механические примеси - 1%) в количестве трех массовых долей РЗЭ на одну массовую долю каучука, т.е. заготовка образца включала 25% по массе каучука и 75% по массе РЗЭ. В процессе каландрования из сырой резины с введенным наполнителем была сформирована листовая заготовка по толщине, превышающая высоту пресс-формы в 1,5 раза. При этом объем заготовки экспериментально был подобран таким образом, что в процессе формирования толщины образца указанный объем заготовки заполнял объем пресс-формы с плюсовым допуском (т.е. имело место превышение объема заготовки на 1,5 - 2,0% над объемом пресс-формы). В результате частичное разрушение энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей происходило не только в процессе заполнения под давлением сырой резиной объема пресс-формы, но и в процессе повышения давления при взаимодействии массы сырой резины с боковыми стенками пресс-формы. Вполне понятно, что в данном случае по сравнению с примером 1 имело место действие более высокого давления, что в большей мере разрушило энергетически взаимосвязанные рентгенопоглощающие ансамбли. Вулканизацию образца осуществляли при температуре 150oC в течение 25 мин.Example 2. An X-ray absorbing filler in the form of a segregated polydisperse mixture of particles of size 10 -9 - 10 -3 m of rare-earth oxides (REE) was introduced into a matrix in the form of crude rubber based on synthetic rubber SKM-3 with appropriate vulcanizing, stabilizing and emollient additives (in the following composition: cerium oxide - 70%; lanthanum oxide - 20%; neodymium oxide - 5%; presodymium oxide - 1%; other complex REE oxides - 3%; mechanical impurities - 1%) in the amount of three mass fractions of REE per one mass fraction of rubber, i.e. sample preparation included 25% by weight of rubber and 75% by weight of REE. In the calendering process, a crude blank was formed from crude rubber with introduced filler in thickness, exceeding the height of the mold by 1.5 times. Moreover, the workpiece volume was experimentally selected in such a way that during the formation of the sample thickness, the specified workpiece volume filled the mold volume with a positive tolerance (i.e. there was an excess of the workpiece volume by 1.5 - 2.0% over the press forms). As a result, the partial destruction of energetically interconnected X-ray absorbing ensembles occurred not only during the filling of the mold volume with raw rubber under pressure, but also in the process of increasing pressure during the interaction of the crude rubber mass with the side walls of the mold. It is quite clear that in this case, compared with Example 1, there was an action of higher pressure, which to a greater extent destroyed the energetically interconnected X-ray absorbing ensembles. Vulcanization of the sample was carried out at a temperature of 150 o C for 25 minutes
В результате был получен образец рентгенопоглощающего материала (резины) размером 10 х 10 см со следующими характеристиками: толщина образца резины δ = 0,2 см; плотность - ρ = 2,66 г/см3; масса образца резины, отнесенная к площади 1 см2, составляет 0,54 г (из них: каучук - 0,135 г, т.е. - 25%; РЗЭ - 0,405 г, т.е. - 75%). При этом, масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя, приведенная к 1 см2 образца, составляет М = 0,405 г.The result was a sample of x-ray absorbing material (rubber) measuring 10 x 10 cm with the following characteristics: thickness of the rubber sample δ = 0.2 cm; density - ρ = 2.66 g / cm 3 ; the mass of the rubber sample, referred to the area of 1 cm 2 , is 0.54 g (of which: rubber - 0.135 g, i.e. 25%; REE - 0.405 g, i.e. 75%). In this case, the mass of the segregated polydisperse mixture of particles of X-ray absorbing filler, reduced to 1 cm 2 of the sample, is M = 0.405 g.
Последующий рентгенографический контроль (энергия квантов 60 кэВ) показал, что рентгенозащитные свойства полученного образца резины толщиной 0,2 см эквивалентны защитным свойствам свинца толщиной 0,04 см. Subsequent x-ray control (quantum energy 60 keV) showed that the X-ray protective properties of the resulting rubber sample 0.2 cm thick are equivalent to the protective properties of lead 0.04 cm thick.
Для получения указанного свинцового эквивалента в соответствии с классическими представлениями (экспоненциальная зависимость) необходимо в пересчете на 1 см2 резиновой матрицы ввести смесь сложных окислов РЗЭ с массой m = 0,565 г.To obtain the indicated lead equivalent in accordance with classical concepts (exponential dependence), it is necessary, in terms of 1 cm 2 of the rubber matrix, to introduce a mixture of complex REE oxides with a mass of m = 0.565 g.
Отсюда очевидно, что соотношение М/m = 0,405/0,565 = 0,71 входит в заявляемый в формуле изобретения диапазон (0,51 - 0,99), что позволяет включить в практическую реализацию материал с эффектом аномального ослабления потока проникающего излучения, матрица которого приобретает рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях. Hence it is obvious that the ratio M / m = 0.405 / 0.565 = 0.71 is included in the range claimed in the claims (0.51 - 0.99), which makes it possible to include in the practical implementation a material with the effect of anomalous attenuation of the penetrating radiation flux, whose matrix acquires a working condition in different from normal conditions.
Сравнение отношений M/m, полученных в вышеприведенных примерах, а именно в примере 1 M/m = 0,66, а в примере 2 M/m = 0,71 свидетельствует о том, 410 действие более высокого давления на матрицу, в которой сформированы энергетически взаимосвязанные рентгенопоглощающие ансамбли, обуславливает более значительное их разрушение, вследствие чего проявление аномальных защитных свойств образца в примере 2 менее выражено, т.е. по своим защитным свойствам этот образец в большей мере приближается к классическим защитным материалам. Comparison of the M / m ratios obtained in the above examples, namely, in example 1, M / m = 0.66, and in example 2, M / m = 0.71 indicates that 410 is the effect of higher pressure on the matrix in which energetically interconnected X-ray absorbing ensembles causes their more significant destruction, as a result of which the manifestation of the anomalous protective properties of the sample in Example 2 is less pronounced, i.e. in terms of its protective properties, this sample is more close to classical protective materials.
Пример 3. На промежуточном носителе в виде текстильного материала (хлопчатобумажная трикотажная ткань) толщиной 0,05 см был зафиксирован слой сегрегированных полидисперсных частиц вольфрама размером 10-9-10-3 м. Сегрегацию и фиксацию частиц вольфрама на текстильном промежуточном носителе осуществляли по методике, приведенной в примере 2 известного патента. Из полученного текстильного промежуточного носителя были вырезаны три заготовки размером 13 х 13 см. Гомогенная основная матрица в виде сырой резины на основе натурального каучука с внесенным в нее рентгенопоглощающим наполнителем в виде РЗЭ была подготовлена, как в примере 1, согласно изобретению. Из подготовленной сырой резины на вальцах были прокатаны листы толщиной 0,1 см, из которых были вырезаны четыре заготовки размером 13 х 13 см. Текстильные заготовки были уложены вперемежку с листами сырой резины, содержащей рентгенопоглощающий наполнитель в виде РЗЭ, поверхность которых предварительно (перед укладкой) была смочена растворителем для повышения адгезии промежуточного носителя к гомогенной основной матрице. Полученная многослойная заготовка была подвергнута вулканизации в пресс-форме, при этом объем многослойной заготовки экспериментально был подобран таким образом, что в процессе формирования толщины образца в целом указанный объем заготовки заполнял объем пресс-формы с минусовым допуском (т.е. имело место превышение объема пресс-формы над объемом заготовки).Example 3. On an intermediate carrier in the form of a textile material (cotton knitted fabric) 0.05 cm thick, a layer of segregated polydisperse tungsten particles with a size of 10 -9 -10 -3 m was fixed. Segregation and fixation of tungsten particles on a textile intermediate carrier was carried out according to the method given in example 2 of a known patent. Three blanks measuring 13 x 13 cm were cut from the obtained textile intermediate carrier. A homogeneous base matrix in the form of raw rubber based on natural rubber with X-ray absorbing filler introduced into it in the form of REE was prepared, as in Example 1, according to the invention. Sheets of 0.1 cm thickness were rolled from the prepared crude rubber on the rollers, of which four billets 13 x 13 cm were cut. The textile billets were laid alternately with sheets of crude rubber containing X-ray absorbing filler in the form of REEs, the surface of which was preliminary (before laying ) was wetted with a solvent to increase the adhesion of the intermediate carrier to a homogeneous base matrix. The resulting multilayer billet was vulcanized in the mold, while the volume of the multilayer billet was experimentally selected so that during the formation of the sample thickness as a whole, the specified volume of the billet filled the mold volume with a minus tolerance (i.e., there was an excess of volume molds over the workpiece volume).
В процессе охвата промежуточного носителя гомогенной основной матрицей, с одной стороны, в последней из-за действия давления, обусловленного перераспределением объема матрицы, произошло частичное разрушение энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей, с другой стороны, плоскостная ориентация ансамблей на промежуточном носителе, которая стимулирует возникновение эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения, трансформировалась в объемную, вследствие чего эффект "туннелирования" оказался подавленным. Вулканизацию заготовки осуществляли при температуре 150oC в течение 25 мин.In the process of coverage of the intermediate carrier with a homogeneous main matrix, on the one hand, due to the pressure caused by the redistribution of the matrix volume, the energy-interconnected X-ray absorbing ensembles partially destroyed, on the other hand, the planar orientation of the ensembles on the intermediate carrier, which stimulates the occurrence of the effect " tunneling of "quanta of penetrating radiation, was transformed into volumetric, as a result of which the effect of" tunneling "was suppressed. The vulcanization of the preform was carried out at a temperature of 150 o C for 25 minutes
В результате был получен образец рентгенопоглощающего материала (армированной (резины) со следующими характеристиками: толщина образца δ = 0,29 см; интегральная плотность - ρ = 2,37 г/см3; масса образца резины площадью 1 см2 составляет 0,67 г (из них: каучук - 0,138 г, т.е. - 20,5%; РЗЭ - 0,412 г, т.е. - 61,5%; ткань - 0,06 г, т.е. - 9%; вольфрам - 0,06 г, т.е. - 9%). Поскольку в составе РЗЭ содержится вольфрам, то общая масса рентгенпоглощающего наполнителя в образце составляет М = 0,412 + 0,06 = 0,472 г.The result was a sample of X-ray absorbing material (reinforced (rubber) with the following characteristics: sample thickness δ = 0.29 cm; integral density ρ = 2.37 g / cm 3 ; mass of a rubber sample with an area of 1 cm 2 is 0.67 g (of which: rubber - 0.138 g, i.e. 20.5%; REE - 0.412 g, i.e. 61.5%; fabric - 0.06 g, i.e. 9%; tungsten - 0.06 g, i.e. 9%). Since REE contains tungsten, the total mass of the X-ray filler in the sample is M = 0.412 + 0.06 = 0.472 g.
Последующий рентгенографический контроль (энергия квантов 60 кэВ) показал, что рентгенозащитные свойства полученного образца толщиной 0,29 см эквивалентны защитным свойствам свинца толщиной 0,05 см. Subsequent x-ray control (quantum energy 60 keV) showed that the x-ray protective properties of the obtained sample 0.29 cm thick are equivalent to the protective properties of lead 0.05 cm thick.
Дня получения указанного свинцового эквивалента в соответствии с классическими представлениями (экспоненциальная зависимость) необходимо в основную гомогенную резиновую матрицу и охватываемый ею промежуточный носитель ввести смесь сложных окислов РЗЭ и вольфрама с массой m = 0,686 г. In order to obtain the indicated lead equivalent in accordance with classical concepts (exponential dependence), it is necessary to introduce a mixture of complex REE and tungsten oxides with a mass of m = 0.686 g into the main homogeneous rubber matrix and the intermediate carrier covered by it
Отсюда очевидно, что соотношение М/m = 0,472/0,686 = 0,69 входит в заявляемый в формуле изобретения диапазон (0,51 - 0,99). Therefore, it is obvious that the ratio M / m = 0.472 / 0.686 = 0.69 is included in the claimed range of the invention (0.51-0.99).
Для оценки эффективности подавления эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения были проведены рентгенографические испытания образца по методике, приведенной в работе [3], которые показали полное отсутствие индуцирования в полидисперсном слое, зафиксированном на поверхности промежуточного носителя, квантов вторичного проникающего излучения в торцах листового многослойного образца. To assess the effectiveness of suppressing the effect of “tunneling” of penetrating radiation quanta, X-ray tests of the sample were carried out according to the method described in [3], which showed a complete absence of the quantization of secondary penetrating radiation at the ends of the sheet multilayer sample in the polydisperse layer fixed on the surface of the intermediate carrier .
Приведенные выше примеры конкретного исполнения рентгенопоглощающего материала согласно изобретению свидетельствует о промышленной применимости материала в указанной области техники. The above examples of specific performance of the x-ray absorbing material according to the invention indicates the industrial applicability of the material in the art.
Литература
1. RU N 2121177 G 21 F 1/10, 30.09.97.Literature
1. RU N 2121177 G 21 F 1/10, 09/30/97.
2. Политехнический словарь., гл. ред. И.И. Артоболевский. М., "Советская Энциклопедия", 1977. - 608 с. 2. Polytechnical dictionary., Ch. ed. I.I. Artobolevsky. M., "Soviet Encyclopedia", 1977. - 608 p.
3. Ткаченко B. I. , Пилипенко M. I. , Крикун Ю.А., Iванов В.А. Ефект "тунелювання" фотонiв рентгенiвського випромiнення в полiдисперсному шapi (Effect of x-ray photon "tunneling" in polydisperse layer). - Украiнський Радiологiчний Журнал. - 1998, N 1. - c. 10 - 14 (Ukrainian Journal of Radiology)$ 3. Tkachenko B. I., Pilipenko M. I., Krikun Yu.A., Ivanov V.A. The effect of "tunneling" of photons of an x-ray viprominny in a polydisperse shapi (Effect of x-ray photon "tunneling" in polydisperse layer). - Ukrainian Radiological Journal. - 1998, N 1. - c. 10 - 14 (Ukrainian Journal of Radiology) $
Claims (2)
M = (0,51 - 0,99)m,
где M - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - масса рентгенопоглощающего наполнителя, выбранная из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя.1. X-ray absorbing material containing a matrix covering the X-ray filler, made in the form of a segregated polydisperse mixture comprising particles of at least one metal or its chemical compound, or their composition, characterized in that the matrix is made of at least one component or compositions based on it, acquiring an operating state under conditions different from normal, and the total mass of a segregated polydisperse mixture of particles of X-ray absorbing filler identified by the ratio
M = (0.51 - 0.99) m,
where M is the total mass of segregated polydisperse mixture of particles of x-ray absorbing filler;
m is the mass of the X-ray absorbing filler selected from the condition of the required X-ray protective properties for the pure X-ray absorbing filler.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111585/06A RU2172990C2 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | X-ray absorbing material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99111585/06A RU2172990C2 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | X-ray absorbing material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99111585A RU99111585A (en) | 2001-05-20 |
| RU2172990C2 true RU2172990C2 (en) | 2001-08-27 |
Family
ID=38107057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99111585/06A RU2172990C2 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | X-ray absorbing material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172990C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056568A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Yuri Sergeyevich Alexeyev | Radiation protection material |
| WO2004023493A1 (en) * | 2002-09-05 | 2004-03-18 | Yuri Sergeyevich Alexeyev | Radiation protection laminate material and the method for production thereof |
| WO2004051670A1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-06-17 | Yuri Sergeyevich Alexeyev | Radiation protection composite material and method for the production thereof (two variants) |
| RU2239895C2 (en) * | 2002-07-30 | 2004-11-10 | Демичев Владимир Иванович | Composite material (alternatives) and its manufacturing process |
| RU2322711C2 (en) * | 2005-07-06 | 2008-04-20 | Юрий Сергеевич Алексеев | X-ray and gamma-ray shielding material (alternatives) |
| RU2361617C2 (en) * | 2003-11-28 | 2009-07-20 | Джи-И Хелткер АС | Tungsten particles as radiopaque substances |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1122766A (en) * | 1966-08-09 | 1968-08-07 | Steve Sedlak | Flexible ionizing radiation shielding material |
| US3609372A (en) * | 1963-06-04 | 1971-09-28 | Marxen Friedrich | Shaped polymeric shield against neutron and gamma radiation |
| US4129524A (en) * | 1976-07-16 | 1978-12-12 | Kyowa Gas Chemical Industry Co., Ltd. | Radiation shielding material and a process for producing the same |
| RU2030803C1 (en) * | 1991-10-30 | 1995-03-10 | Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" Ленинградского технологического института им.Ленсовета | Matrix on polymer base for protective material and flexible material for protection against x-ray and gamma radiation |
| RU2063074C1 (en) * | 1994-02-01 | 1996-06-27 | Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов | Material for protection against radioactive action |
| RU2091873C1 (en) * | 1995-05-19 | 1997-09-27 | Вячеслав Иванович Павленко | X-ray protective material |
| RU2121177C1 (en) * | 1997-09-30 | 1998-10-27 | Поттер Текнолэджис Корп. (Potter Technologies Corp.) | X-ray absorbing material (options) |
-
1999
- 1999-06-01 RU RU99111585/06A patent/RU2172990C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3609372A (en) * | 1963-06-04 | 1971-09-28 | Marxen Friedrich | Shaped polymeric shield against neutron and gamma radiation |
| GB1122766A (en) * | 1966-08-09 | 1968-08-07 | Steve Sedlak | Flexible ionizing radiation shielding material |
| US4129524A (en) * | 1976-07-16 | 1978-12-12 | Kyowa Gas Chemical Industry Co., Ltd. | Radiation shielding material and a process for producing the same |
| RU2030803C1 (en) * | 1991-10-30 | 1995-03-10 | Специальное конструкторско-технологическое бюро "Технолог" Ленинградского технологического института им.Ленсовета | Matrix on polymer base for protective material and flexible material for protection against x-ray and gamma radiation |
| RU2063074C1 (en) * | 1994-02-01 | 1996-06-27 | Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов | Material for protection against radioactive action |
| RU2091873C1 (en) * | 1995-05-19 | 1997-09-27 | Вячеслав Иванович Павленко | X-ray protective material |
| RU2121177C1 (en) * | 1997-09-30 | 1998-10-27 | Поттер Текнолэджис Корп. (Potter Technologies Corp.) | X-ray absorbing material (options) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056568A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Yuri Sergeyevich Alexeyev | Radiation protection material |
| RU2239895C2 (en) * | 2002-07-30 | 2004-11-10 | Демичев Владимир Иванович | Composite material (alternatives) and its manufacturing process |
| WO2004023493A1 (en) * | 2002-09-05 | 2004-03-18 | Yuri Sergeyevich Alexeyev | Radiation protection laminate material and the method for production thereof |
| WO2004051670A1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-06-17 | Yuri Sergeyevich Alexeyev | Radiation protection composite material and method for the production thereof (two variants) |
| RU2361617C2 (en) * | 2003-11-28 | 2009-07-20 | Джи-И Хелткер АС | Tungsten particles as radiopaque substances |
| RU2322711C2 (en) * | 2005-07-06 | 2008-04-20 | Юрий Сергеевич Алексеев | X-ray and gamma-ray shielding material (alternatives) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7053013B1 (en) | X-ray absorbing material and variants | |
| El-Khatib et al. | Conductive natural and waste rubbers composites-loaded with lead powder as environmental flexible gamma radiation shielding material | |
| JP3699650B2 (en) | Radiation protection concrete and radiation protection enclosure | |
| US7645506B2 (en) | Radiation protection material method for production of a radiation protection material and use of the same | |
| US7449705B2 (en) | Lead-free radiation protection material comprising at least two layers with different shielding characteristics | |
| RU2172990C2 (en) | X-ray absorbing material | |
| Saeed et al. | Silicone rubber composite reinforced by bismuth tungsten oxide as an effective gamma ray protective materials | |
| DE102004015613A1 (en) | Lead substitute material for radiation protection, especially useful for making radioprotective clothing, comprises silicone, tin, tungsten and bismuth | |
| Ahmad et al. | Densification of Concrete using Barite as Fine Aggregate and its Effect on Concrete Mechanical and Radiation Shielding Properties. | |
| RU2601874C2 (en) | Use of mixture comprising erbium and praseodymium as radiation attenuating composition, radiation attenuating material, and article providing protection against ionising radiation and comprising such composition | |
| EP1549220A1 (en) | Radiation protection material based on silicone | |
| US8816309B1 (en) | Radiation shielding panel | |
| Govenkar et al. | Fabrication, characterization and investigation of flexible light weight nylon-6 based silicon rubber composites for radiation attenuation | |
| Lee et al. | Evaluation of physical characteristics and microscopic structure of mortar containing synthetic resin | |
| KR20220014345A (en) | Durable radiation shielding sheet comprising fabric | |
| DE1913099A1 (en) | Foil for the absorption of backscattered and transmitted low-energy X-ray and gamma rays | |
| RU2208254C2 (en) | X-ray shielding rubber | |
| AT405773B (en) | Radiation-shielding material for gamma-rays and neutrons - contains barium sulphate as gamma-absorber, boron nitride as neutron absorber and optionally active carbon, graphite and boron carbide | |
| MUNHOZ et al. | Development of an Epoxy/Carbon Fiber Composite for Radiation Attenuation with a Dispersion of Micro Particles of Bismuth Trioxide (Bi2O3) | |
| Elamin et al. | The effect of replacements 30% for each concrete component by iron filling in concrete on attenuation properties | |
| KR100314998B1 (en) | Radiation Shielding Composition | |
| RU2322711C2 (en) | X-ray and gamma-ray shielding material (alternatives) | |
| Yastrebinsky et al. | Radiation and Protective Polymeric Dielectric Aggregates with Effect of the Active Protection | |
| CH684319A5 (en) | Use of scrap image tube glass | |
| DE2716932A1 (en) | Protective screen for radioactive environment - produced from powdered lead cpd.and synthetic resin e.g. polyethylene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060602 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100602 |