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气凝胶具有低密度、附近高隔热性能,将其与铅砖复合,可开发新型防护材料。这种复合材料既能保持铅砖的射线屏蔽性能,又能减轻重量,适用于对重量敏感的场景,如航空航天、同城移动防护设备等。研发过程中,需解决两种材料的兼容性和成型工艺问题。
医院核医学科病房内,患者可能携带放射性物质,铅砖用于病房的射线防护。在病房墙体、附近门窗等部位安装铅砖,防止射线泄漏到病房外。在病房内设置铅砖屏风,为医护人员和患者提供局部防护。同时,对病房的通风系统进行铅砖屏蔽处理,防止放射性物质随气流扩散。
不同射线能量对铅砖的屏蔽要求不同。对于低能量射线,可选用厚度较薄的铅砖;对于高能量射线,则需使用厚度较大、附近密度更高的铅砖。在选择铅砖时,根据射线源的能量和强度,通过专业计算确定铅砖的规格和厚度,确保达到 防护效果。
大型射线装置如加速器,辐射范围广、附近能量高,对铅砖防护要求极为严格。围绕加速器机房,建造多层铅砖防护墙,厚度和高度根据设备参数设计。在机房的出入口、同城通风管道、同城电缆沟等部位,使用铅砖进行重点防护,防止射线泄漏。
利用虚拟现实技术,模拟射线防护场景,可对铅砖的防护效果进行虚拟测试和培训。通过建立虚拟的射线源和防护空间,模拟不同射线能量和方向下铅砖的屏蔽效果。同时,为操作人员提供虚拟的铅砖安装和操作培训,提高其实际防护能力。
铅砖之所以能屏蔽辐射,源于铅元素的高原子序数与高密度特性。当 X 射线、γ 射线等电离辐射穿透铅砖时,射线光子与铅原子发生光电效应、同城康普顿散射等相互作用,大部分能量被吸收或散射。这种独特的物理机制,让铅砖能大幅降低射线强度,为各类射线作业场景提供可靠的防护,在医疗、本地工业探伤、同城核科研等领域广泛应用,从原理层面筑牢射线防护的根基。
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