工程复合材料提供广谱协同辐射屏蔽

阿西亚·蒙斯(Arsia Mons)是红色星球上最大的火山之一,在2025年5月2日由NASA的2001年MARS ODYSSEY ORBITER捕获的这张图像中,窥视着一片水冰云。在最近的突破中,中国科学院Hefei物理科学学院的Huo Zhipeng博士和他的学生Chen Zuoyang开发了一类新的PBWO4填充物B4C/HDPE复合材料,具有可调的微观结构。

来源:英国物理学家网首页
Micron纺锤形PBWO4-I(A),微米球形PBWO4-II(B),粗糙的微米球形PBWO4-III(C),商业PBWO4(D)的SEM图像。学分:Huo Zhipeng
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在最近的突破中,中国科学院Hefei物理科学学院的Huo Zhipeng博士和他的学生Chen Zuoyang开发了一类新的PBWO4填充物B4C/HDPE复合材料,具有可调的微观结构。

通过精确调节PBWO4填充剂的微观结构,他们实现了对中子和伽马辐射的协同辐射屏蔽性能的增强,同时阐明了微观结构与热,机械,辐射屏蔽特性之间的相关机制,以及屏蔽组合的服务耐用性。结果发表在复合材料A部分:应用科学和制造。

已发布 复合材料A部分:应用科学和制造

对晚期辐射屏蔽材料的需求激增,核能,医疗放射疗法和航空航天探索的应用不断增长。中子和伽马辐射(两种流行和危险形式的电离辐射)对人类健康和敏感设备构成了重大风险。常规的屏蔽材料通常不足,仅提供有限的防护材料,仅对一种辐射或表现出较差的机械完整性和耐老化的能力。

核能 伽玛辐射

在这项研究中,通过通过受控反应条件与各种微观结构合成PBWO4填充剂,研究人员获得了不同的显微形态,例如微米纺锤形PBWO4-I,微米球形PBWO4-II和粗大的微米球形PBWO4-II。其中,微米尺度的粗糙球形PBWO4-III填充剂表现出较高的特征,例如比表面积增加,颗粒分布较大,并且在聚合物基质中更好地分布。

反应条件 热稳定性 机械性能 快速中子