專利名稱：一種中子防護(hù)體插塞及其材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中子防護(hù)體插塞及其材料，具體來說是涉及一種核電廠反應(yīng)堆堆腔底部測量腔的孔內(nèi)插塞及其材料，主要作用是對中子輻射進(jìn)行屏蔽，該材料主要應(yīng)用于核電廠。
背景技術(shù)：
核電廠反應(yīng)堆堆腔底部均設(shè)有測量腔以方便測量、檢修工作。與測量腔的園孔配合的插塞要同時(shí)具備一定的受壓強(qiáng)度、受拉強(qiáng)度、使用溫度及屏蔽中子輻射等條件，因此， 插塞的形狀和材料質(zhì)量是防護(hù)中子射線外漏的關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)是采用聚乙烯、聚氯醚、聚酯樹脂、氧化鋁、硬硼鈣石為原材料，經(jīng)過配料、捏合、擠出、注塑成型等工序生產(chǎn)出塑料制品作為中子防護(hù)體插塞；其存在的缺陷是原材料中聚氯醚因?yàn)樯a(chǎn)工藝復(fù)雜而難以生產(chǎn)， 原料非常緊缺。聚酯樹脂熔融溫度太高導(dǎo)致加工成型溫度高而不利于生產(chǎn)。由于現(xiàn)有插塞為整體圓柱體，加工成型時(shí)不但模具大造成注塑壓力大，而且整體圓柱體又不容易與測量腔配合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中子防護(hù)體插塞及其材料。使其能夠有效吸收屏蔽中子射線產(chǎn)生的輻射，具有在熱中子輻射下的穩(wěn)定性和良好的機(jī)械強(qiáng)度，插塞采用小塊拼圖形式組合而成，不但降低了注塑成型的工作壓力，而且更容易與測量腔配合，同時(shí)方便檢修與更換。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是一種中子防護(hù)體插塞由直徑相同的上、 下兩層堆放組合而成的圓柱體，其中上、下兩層均由形狀對稱的前后塊、形狀對稱的左右塊、中間塊五塊靠緊組合成半截圓柱體，并且上層五塊與下層五塊對應(yīng)部分的大小均不相同；在上、下兩層的前后塊的對稱位置曲面上分別加工出寬度相同、但深度不同的凹槽，并且上下塊組合后，上下凹槽正好銜接。本發(fā)明生產(chǎn)上述中子防護(hù)體插塞的材料包括下述重量百分比的組份聚乙烯 30% -40%，氯化聚乙烯10% -20%，聚乙烯醇6% -14%，氫氧化鋁25% -35%，硬硼鈣石5% -10% ；元素成份及其含量為鋁彡9.0%，硼彡0. 85%，鈣彡1. 10%，碳彡40%，氯彡3. 5%，氫彡7. 5%，氧彡25%，雜質(zhì)彡1. 0%。本發(fā)明采用的聚乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯醇、氫氧化鋁、硬硼鈣石都富含氫原子， 均有慢化中子的作用。氯化聚乙烯與聚氯醚具有相同的阻燃及粘結(jié)性能，而且貨源充足便于采購；用聚乙烯醇替代聚酯樹脂，不但加工溫度低，又不影響成型后制品的強(qiáng)度；用氫氧化鋁替代氧化鋁，不但起到吸收β射線的相同作用而且又提供了具有慢化中子作用的氫元素，同時(shí)氫氧化鋁具有很好的阻燃作用。硬硼鈣石富含硼原子，又是吸收中子的理想材料，氯化聚乙烯與聚乙烯醇具有很強(qiáng)的粘接結(jié)合能力，主要是為了保證制品的物理強(qiáng)度，同時(shí)氯化聚乙烯兼具阻燃作用。由于成品插塞采用小塊拼圖形式組合而成，不但降低了注塑成型的工作壓力，而且更容易與測量腔配合，同時(shí)方便檢修與更換。本發(fā)明經(jīng)過配料、捏合、 擠出、注塑成型等工序生產(chǎn)出塑料制品作為中子防護(hù)體插塞，具有在熱中子輻射下的穩(wěn)定性和良好的機(jī)械強(qiáng)度，能夠有效吸收屏蔽中子射線產(chǎn)生的輻射。


圖1是本發(fā)明中子防護(hù)體插塞的下層結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中子防護(hù)體插塞的上層結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.下層右側(cè)塊，2.下層左側(cè)塊，3.下層前側(cè)塊，4.下層后側(cè)塊，5.下層中間塊，6.上層右側(cè)塊，7.上層左側(cè)塊，8.上層前側(cè)塊，9.上層后側(cè)塊，10.上層中間塊。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明不局限以下實(shí)施例。如圖1-2所示，本發(fā)明所述的中子防護(hù)體插塞為圓柱體形狀，由直徑相同的上下兩層拼放在一起組合為上下兩段圓柱體。其中下層包括下層右側(cè)塊1、下層左側(cè)塊2、下層前側(cè)塊3、下層后側(cè)塊4、下層中間塊5(如圖1所示)，上層包括上層右側(cè)塊6、上層左側(cè)塊 7、上層前側(cè)塊8、上層后側(cè)塊9、上層中間塊10 (如圖2所示)。為了方便更換和生產(chǎn)，下層的下層右側(cè)塊1、下層左側(cè)塊2與上層的上層右側(cè)塊6、上層左側(cè)塊7的形狀對稱，下層的下層前側(cè)塊3、下層后側(cè)塊4和上層的上層前側(cè)塊8、上層后側(cè)塊9形狀對稱，每塊的外圓均為圓弧曲面，組合后形成圓柱體結(jié)構(gòu)。下層的下層中間塊5和上層的上層中間塊10形狀對稱， 均為四棱柱體形狀。在下層前側(cè)塊3、下層后側(cè)塊4和上層前側(cè)塊8、上層后側(cè)塊9的的圓弧曲面中心分別加工有寬度相同、但深度不同的凹槽，下層的下層右側(cè)塊1、下層左側(cè)塊2、 下層前側(cè)塊3、下層后側(cè)塊4、下層中間塊5與上層的上層右側(cè)塊6、上層左側(cè)塊7、上層前側(cè)塊8、上層后側(cè)塊9、上層中間塊10對應(yīng)部分的大小均不相同，由此避免上下塊之間的組合縫隙不出現(xiàn)重合現(xiàn)象，從而更好防止射線泄露。將下層的下層右側(cè)塊1、下層左側(cè)塊2、下層前側(cè)塊3、下層后側(cè)塊4、下層中間塊5靠緊組合成下半截圓柱體，上層右側(cè)塊6、上層左側(cè)塊 7、上層前側(cè)塊8、上層后側(cè)塊9、上層中間塊10靠緊組合成上半截圓柱體，下半截圓柱體與上半截圓柱體連接后上下凹槽正好銜接。生產(chǎn)本發(fā)明所述的中子防護(hù)體插塞的材料為下述重量百分比的組份聚乙烯 30% -40%，氯化聚乙烯10% -20%，聚乙烯醇6% -14%，氫氧化鋁25% -35%，硬硼鈣石5% -10% ；元素成份及其含量為鋁彡9.0%，硼彡0. 85%，鈣彡1. 10%，碳彡40%，氯彡3. 5%，氫彡7. 5%，氧彡25%，雜質(zhì)彡1. 0%。實(shí)施例1生產(chǎn)中子防護(hù)體插塞的材料為下述重量百分比的組份聚乙烯32%，氯化聚乙烯 20 %，聚乙烯醇10 %，氫氧化鋁31 %，硬硼鈣石7 %時(shí)，對應(yīng)的元素成份及其含量是鋁= 10. 73%，硼=1. 12%，鈣=1. 36%，碳=43. 49%，氯=7. 0%，氫=8. 4%，氧=27. 08%, 雜質(zhì)=0. 82%。實(shí)施例2生產(chǎn)中子防護(hù)體插塞的材料為下述重量百分比的組份聚乙烯30%，氯化聚乙烯 15%，聚乙烯醇14%，氫氧化鋁35%，硬硼鈣石6% ；元素成份及其含量為鋁=12. 12%,硼=0. 95%，鈣=1. 17%，碳=41. 31%，氯=5. 25%，氫=8. 41%，氧=30. 37%，雜質(zhì)= 0. 42%。實(shí)施例3生產(chǎn)中子防護(hù)體插塞的材料為下述重量百分比的組份聚乙烯40%，氯化聚乙烯 10%，聚乙烯醇12%，氫氧化鋁觀％，硬硼鈣石10% ；元素成份及其含量為鋁=9.69%， 硼=1. 58 %，鈣=1. 95 %，碳=46. 13 %，氯=3. 5 %，氫=8. 9 %，氧=27. 82 %，雜質(zhì)= 0. 43%。
權(quán)利要求
1.一種中子防護(hù)體插塞，其特征在于由上、下兩層形狀對稱的前后塊(3、4、8、9)、左右塊(1、2、6、7)和中間塊(5、10)組成，其中，上、下兩層的前后塊、左右塊的外圓均為圓弧曲面，中間塊均為四棱柱體形狀，組合后形成圓柱體結(jié)構(gòu)，在上、下兩層前后塊的圓弧曲面上分別加工有寬度相同、但深度不同的凹槽，使上、下兩層組合后凹槽正好銜接連接。
2.—種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述中子防護(hù)體插塞的材料，其特征在于材料組份為聚乙烯30% -40%，氯化聚乙烯10% -20%，聚乙烯醇6% -14%，氫氧化鋁25% -35%，硬硼鈣石5%-10% ；元素成份及其含量為鋁彡9.0%，硼彡0. 85%，鈣彡1. 10%，碳彡40%，氯彡3. 5%，氫彡7. 5%，氧彡25%，雜質(zhì)彡1. 0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子防護(hù)體插塞，其特征在于所述下層的下層右側(cè)塊(1)、 下層左側(cè)塊O)、下層前側(cè)塊(3)、下層后側(cè)塊G)、下層中間塊(5)與上層的上層右側(cè)塊 (6)、上層左側(cè)塊(7)、上層前側(cè)塊(8)、上層后側(cè)塊(9)、上層中間塊(10)對應(yīng)部分的大小均不相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述中子防護(hù)體插塞的材料，其特征在于材料組份為聚乙烯 32 %，氯化聚乙烯20 %，聚乙烯醇10 %，氫氧化鋁31 %，硬硼鈣石7 %時(shí)，對應(yīng)的元素成份及其含量是鋁=10. 73%，硼=1. 12%，鈣=1.36%，碳=43. 49%，氯=7. 0%，氫=8. 4%， 氧=27. 08%，雜質(zhì)=0. 82%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述中子防護(hù)體插塞的材料，其特征在于材料組份為聚乙烯 30%，氯化聚乙烯15%，聚乙烯醇14%，氫氧化鋁35%，硬硼鈣石6% ；元素成份及其含量為鋁=12. 12%，硼=0. 95%，鈣=1. 17%，碳=41. 31%，氯=5. 25%，氫=8. 41%，氧= 30. 37%，雜質(zhì)=0. 42%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述中子防護(hù)體插塞的材料，其特征在于材料組份為聚乙烯 40%，氯化聚乙烯10%，聚乙烯醇12%，氫氧化鋁觀％，硬硼鈣石10% ；元素成份及其含量為鋁=9.69%，硼=1.58%，鈣=1.95%，碳=46. 13%，氯=3.5%，氫=8.9%，氧= 27. 82%，雜質(zhì)=0. 43%。
全文摘要
本發(fā)明公開的中子防護(hù)體插塞及其材料，其插塞由上、下兩層形狀對稱的前后塊(3、4、8、9)、左右塊(1、2、6、7)和中間塊(5、10)組成，其中，上、下兩層的前后塊、左右塊的外圓均為圓弧曲面，中間塊均為四棱柱體形狀，組合后形成圓柱體結(jié)構(gòu)，在上、下兩層前后塊的圓弧曲面上分別加工有寬度相同、但深度不同的凹槽，使上、下兩層組合后凹槽正好銜接連接。材料組份為聚乙烯30％-40％，氯化聚乙烯10％-20％，聚乙烯醇6％-14％，氫氧化鋁25％-35％，硬硼鈣石5％-10％；元素成份及其含量為鋁≥9.0％，硼≥0.85％，鈣≥1.10％，碳≥40％，氯≥3.5％，氫≥7.5％，氧≥25％，雜質(zhì)≤1.0％。能夠有效吸收屏蔽中子射線產(chǎn)生的輻射，具有在熱中子輻射下的穩(wěn)定性和良好的機(jī)械強(qiáng)度。
文檔編號C08L29/04GK102176328SQ20111002845
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者楊大濤, 王堂釗, 翟彥利, 賈進(jìn)營, 陳耀峰 申請人:鄭州雙輻射線防護(hù)器材有限公司