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GaAs材料及器件的辐照损伤研究进展

GaAs材料及器件的辐照损伤研究进展
GaAs材料及器件的辐照损伤研究进展

Applied Physics 应用物理, 2018, 8(2), 141-150

Published Online February 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/9813352996.html,/journal/app

https://https://www.wendangku.net/doc/9813352996.html,/10.12677/app.2018.82017

Research Progress of Irradiation Damage for GaAs Materials and Devices

Bingkun Chen, Huimin Jia*, Xue Chen, Dengkui Wang, Xuan Fang, Jilong Tang, Dan Fang, Xinwei Wang, Xiaohua Wang, Zhipeng Wei

State Key Laboratory of High Power Semiconductor Laser, Changchun University of Science and Technology, Changchun Jilin

Received: Feb. 8th, 2018; accepted: Feb. 21st, 2018; published: Feb. 28th, 2018

Abstract

As a kind of III-V semiconductor materials, GaAs, with direct band gap and high carrier mobility, has a good anti-radiation ability, and makes an important candidate for the preparation of space devices. However, when the semiconductor devices were working in space, they will be affected by the radiation of the complex space particles, resulting in the degradation of the device perfor-mance, the decrease of the reliability and the limitation of the lifetime. Therefore, it is of great sig-nificance to analyze the irradiation effect damage of the GaAs material. This paper reviews the re-search progress on the damage effect of different particle materials on GaAs materials and devices, and expounds the influence of different particle irradiation sources on the structure and lumines-cent properties of GaAs. This paper has practical significance for the further application of GaAs materials in space environment.

Keywords

GaAs, Irradiation Damage, Electron Irradiation, Proton Irradiation, Ion Irradiation

GaAs材料及器件的辐照损伤研究进展

陈炳坤,贾慧民*,陈雪,王登魁,方铉,唐吉龙,房丹,王新伟,王晓华,

魏志鹏

长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室,吉林长春

收稿日期:2018年2月8日;录用日期:2018年2月21日;发布日期:2018年2月28日

*通讯作者。

陈炳坤 等

GaAs 作为重要的III-V 族半导体材料,具有直接带隙和高载流子迁移率,且具有良好的抗辐照能力,是制备空间器件的重要候选材料之一。当半导体器件在空间工作时,会受到复杂的空间粒子辐照的影响,导致器件性能下降,可靠性降低,寿命受限,因此,研究GaAs 材料的辐照效应损伤具有重要意义。本文综述了不同粒子材料对GaAs 材料及器件的辐照损伤效应的研究进展,阐述了不同粒子辐照源对GaAs 材料结构及发光特性的影响,对GaAs 材料在空间环境中的进一步应用具有实际意义。

关键词

GaAs ,辐照损伤,电子辐照,质子辐照,离子辐照

Copyright ? 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/9813352996.html,/licenses/by/4.0/

1. 引言

GaAs 作为第二代半导体材料的典型代表,其具有直接带隙(1.42 eV)、高载流子迁移率等特点(8500 cm 2/vs) [1] [2] [3],是制备光电子器件的重要的材料,在太阳能电池、探测器等方面有广泛的应用。同时,GaAs 材料具有良好的抗辐照能力[4] [5],是制备空间器件的重要候选材料之一。

然而,当半导体器件在空间中工作时,会受到太空中各种辐射粒子的照射,如空间带电粒子、空间中性粒子以及空间X 射线等[6] [7] [8]。粒子辐照会与材料原子发生相互作用,导致材料在力学位移及组织成分与结构上的变化。同时,材料的辐照损伤会因辐射粒子种类、能量、材料性质的不同而发生变化

[9] [10]。因此,研究粒子对GaAs 材料的辐照损伤直接关系着其光电器件在空间技术中应用的稳定性和寿命。本文分别综述了电子辐照、质子辐照及离子辐照对GaAs 材料及器件性质的影响,为推进GaAs 材料在空间环境中的进一步应用具有实际意义。

2. 不同粒子对GaAs 材料及器件的辐照损伤研究

2.1. 电子辐照对GaAs 材料及器件的损伤研究

对于地球的卫星而言,其主要受地球辐射带的影响,地球辐射带包含范艾伦辐射带和人工辐射带。人工辐射主要由质子和电子构成,因此研究电子辐照对GaAs 材料及器件的损伤对GaAs 基光电子器件在卫星中的应用具有重要的意义。

张新辉对GaAs/Ge 太阳能电池的电子辐射损伤进行了研究,研究发现,辐照后器件的开路电压,短路电流,转换效率皆发生了不同程度的衰减,且辐照总量越大,衰减程度越高。同时,电池在长波长段衰减较多,并通过深能级瞬态谱(DLTS)测试表明辐照后带隙中引入了0.42 eV 、0.43 eV 的深能级缺陷。提出通过改进电池制作工艺,提高电池各半导体层均匀性,减小电池结深和减小电池有效部分的厚度等方式提高了电池的耐辐射性能[11]。

2015年,郑勇等人通过变温光致发光光谱研究了电子辐照对GaAs 的影响,通过Arrhenius 公式拟合,发现GaAs 中存在三种非辐射复合中心,分别为温度小于70 K 的浅能级缺陷,H3(E v + 0.71 eV)空穴陷阱Open Access

陈炳坤等

和H2(E v + 0.41 eV)空穴陷阱,并且发现H3具有更高的辐射复合率[4]。同年,Mazouz H, Logerais P O等人采用数值模拟方法模拟了1 MeV电子辐照对单结GaAs太阳能电池性能的影响,确定了辐照引入缺陷导致电池输出参数下降,如图1所示。发现GaAs太阳能电池对密度为1016 e/cm?2的电子照射极其敏感,电子辐照会在GaAs中产生电子缺陷E3、E4以及空穴缺陷H4,这是导致短路电流(J sc)退化的最主要原因。同时,这些缺陷也会使开路电压(V oc)发生变化。仿真结果还表明,当电子缺陷E2与其他缺陷结合时对太阳能电池性能有最为显著的影响[12]。

Tunhuma S M等人利用使用深能级瞬态光谱学研究了电子辐照在n-GaAs中所引起的缺陷。辐照前,材料中只存在E0.83(EL2)缺陷,辐照后会出现E0.04,E0.14,E0.17,E0.38,E0.63,如图2所示。通过L-DLTS,发现EL2缺陷是由E0.75,E0.83,E0.85组合产生的,因此可知,除了空位和间隙外,高能电子辐照还会在n-GaAs材料中诱发一系列类似于EL2缺陷的中间电子陷阱[13]。

最近,王君玲通过变温光致发光光谱研究了1.0 MeV电子在GaInP/GaAs/Ge多结太阳能电池中所引起的缺陷,发现电子辐照过后材料中形成了非辐射复合中心,并通过Arrhenius曲线确定了复合中心的热活化能,确定非辐射复合中心为p型GaAs电池(E c? 0.96eV)的E5电子缺陷[14]。中国科学院新疆理化所

Figure 1.1 J(V) characteristics of GaAs solar energy after electron irradiation: (a) J(V) characteristics as a function of flu-ence for 1 MeV electron irradiation; (b) J(V) characteristics as a function of defect level for the electron fluence of 1016 e/cm?2; (c) (d) J(V) characteristics as a function of defect level for the electron fluence of 1016 e/cm?2[12]

图1. 电子辐照对GaAs太阳能电池J-V特性的影响:(a) 1 MeV电子辐照,不同辐照通量下的J-V特性;(b) 1016 e/cm?2辐照通量下产生不同缺陷的J-V特性;(c) (d) 1016 e/cm?2辐照通量下产生不同组合缺陷后的J-V特性[12]

陈炳坤等

Figure 2. DLTS spectrum for then-GaAs after electron irradiation: (a) DLTS spectrum for the sample before and after irrad-iation (where the lower line is the DLTS spectrum before irradiation and the upper line is the DLTS spectrum after irradia-tion). Inset: the DLTS spectrum after irradiation for 24 hours; (b) L-DLTS spectra of unirradiated samples and L-DLTS spectra with different temperatures after irradiation [13]

图2. 电子辐照n-GaAs的DLTS谱:(a) 样品辐照前后的DLTS谱(其中下面的线为辐照前,上面的线为辐照后)。插图:辐射24小时后观察到的宽峰;(b) 未辐照样品的L-DLTS光谱及辐照后不同温度下的L-DLTS光谱[13]

玛丽娅等人采用能量为1 MeV,注量为1 ×1016/cm2的电子束对InGaAs/GaAs量子阱材料进行辐照,发现电子辐照材料时,会在材料中引入Frenkel缺陷,Frenkel缺陷作为材料中的非辐射复合中心,导致PL 强度减弱;材料发光峰位的变化则是由应变弛豫和扩散共同作用产生的[15]。辐照后的量子阱中同时存在应力的释放和原子的互混,应变弛豫造成了PL峰值能量的红移,此后随着辐照注量的增加,发生In-Ga 原子互扩散,应变逐渐接近完全弛豫,辐照后样品的PL峰值能量主要受扩散的影响而出现蓝移现象,如图3所示。

电子辐照会对GaAs材料及器件造成很大的影响,一般情况下,辐照后材料的发光特性会减弱,GaAs 材料器件会发生衰减,辐照总剂量越大,衰减程度越高。辐照会引入新的能级缺陷比如电子缺陷E2,E3,E4等,空穴缺陷,中间电子缺陷及Frenkel缺陷,而这些缺陷的形成是导致GaAs材料及器件参数下降的主要原因。

2.2. 质子辐照对GaAs材料及器件的损伤研究

空间辐射环境由地球辐射带、太阳宇宙射线和银河宇宙射线组成。对于太阳宇宙射线,当太阳耀斑发生时,产生大量高能带电粒子的发射,这些带电粒子大部分由质子组成。银河宇宙射线是来自银河各个方向的高能带电粒子,绝大部分是质子。因此,研究质子对GaAs材料及器件的损伤至关重要。近几年来,国内外对GaAs的电子辐照已进行了大量的研究,事实上,质子的静止质量比电子大的多,约为1837倍,其辐照损伤也比电子辐照损伤更大。

孙旭芳等人对质子辐照空间GaAs/Ge太阳能的性质进行了研究,发现在电池效率下降相同幅度时,

10 MeV质子辐照的注量比1 Mev电子辐照的注量低3个量级,即10 MeV质子辐照的辐照损伤比1 Mev

电子辐照的辐照损伤高3个量级,同时通过深能级瞬态谱发现,质子辐照所引入的缺陷中心和电子辐照也不相同,电子辐照引入的为E c? 0.12 eV和E c? 0.18 eV的深能级缺陷,质子辐照引入的为E c? 0.18 eV 和E c?0.65 eV的深能级缺陷[16]。2008年,赵慧杰等人对低能质子辐照GaAs/Ge太阳能电池性能演化及损伤机理进行了研究。质子辐照后GaAs/Ge太阳电池的输出性能随辐照能量和注量的增大而降低,如图4所示,通过深能级瞬态谱发现,质子辐照在GaAs/Ge太阳电池中引入了高密度的深能级缺陷,分别

陈炳坤等

Figure 3. PL spectra of electron irradiation of InGaAs/GaAs quantum wells: (a) PL spectra of InGaAs/GaAs quantum wells as a function of electron fluence; (b) PL intensity intensities of InGaAs/GaAs quantum wells with different electron fluence versus excitation power density; (c) The luminescence peak center wavelength changes of InGaAs/GaAs quantum well sam-ples with the electron fluence at different excitation power densities [15]

图3. 电子辐照InGaAs/GaAs量子阱的PL光谱:(a) InGaAs/GaAs量子阱PL谱随电子注量的变化;(b) InGaAs/GaAs 量子阱样品在不同电子注量下的PL积分强度随激发功率密度的变化;(c) InGaAs/GaAs量子阱样品在不同激发功率密度下的发光峰中心波长随电子注量的变化[15]

Figure 4. Variation curves of electrical properties of GaAs/Ge solar cells with different energy proton irradiation: (a) Varia-tion curves at 50 K; (b) Variation curves at 100 K; (c) Variation curves at 170 K [17]

图4.不同能量质子辐照下GaAs/Ge太阳电池电性能参数随注量变化曲线:(a) 在50 K下的变化曲线;(b) 在100 K 下的变化曲线;(c) 在170 K下的变化曲线[17]

为E c? 0.24 eV、E c? 0.33 eV、E c? 0.38 eV、E c? 0.52 eV、E c? 0.72 eV和E c? 0.75 eV,且缺陷的能级位置随辐照能量和注量的不同而变化[17]。

2015年,Pursley B C等人通过光致发光光谱研究了5 MeV质子辐照在n-GaAs材料中所造成的辐照损伤[18]。从样品辐照前后的低温PL光谱可知,辐照后峰强降低,同时,辐照不会对以1.512 eV为中心的P1处带间跃迁和以1.485 eV为中心的P2激子和浅受主跃迁造成影响。但是,位于1.443 eV,1.408 eV,1.326 eV和1.297 eV的P3,P4,P5和P6随着注量的增加而向低能端移动。P3和P4为P1和P2的声子伴线,P5和P6是杂质峰。P4在辐照后逐渐分裂成两个单独的峰,这可能是由于引入新的缺陷所导致的,如图5所示。

2017年Tan L Y等人采用时间分辨PL光谱研究质子辐照在GaAs/AlGaAs核壳纳米线中所引入的辐照缺陷。通过图6发现PL峰强和载流子寿命皆随辐照注量的增加而降低,这与辐照引起的位移缺陷密切相关。同时,通过理论计算发现,GaAs/AlGaAs核–壳纳米线中,辐射对表面复合和辐射复合无影响,质子辐照引起的缺陷为Shockley-Read-Hall (SRH)复合中心,用于捕获自由载流子[19]。

质子辐照后对GaAs材料及器件的影响要大于电子辐照。研究证明,质子辐照会显著降低材料的发

陈炳坤 等

Figure 5. Photoluminescence (PL) of n-GaAs material at different irradiation doses: (a) Photoluminescence (PL) measure-ments of irradiated and reference samples; (b) Relationship between peak intensity of PL and ir-radiation fluence [18]

图5. 不同辐照剂量下n-GaAs 材料的PL 光谱:(a) 样品辐照前后的低温PL 谱;(b) PL 峰强和辐照注量的关系[18]

Figure 6. The influence of radiation doses on the PL spectra of the sample: (a) PL spectra with different radiation doses; (b) Time-resolved PL spectra with different radiation doses [19]

图6. 辐照注量对样品PL 光谱的影响:(a) 不同辐照注量下样品的PL 光谱;(b) 不同辐照注量下样品的时间分辨PL 光谱[19]

光性能及载流子寿命,辐照剂量越大,降低幅度越大。质子辐照也会在材料中引入缺陷,且通常质子辐照引入的深能级缺陷比电子辐照引入的深能级缺陷更深,如质子辐照会产生E5(E c ? 0.96eV)等深能级缺陷,说明质子辐照会对GaAs 材料及器件产生更大的辐照损伤。这是因为质子的质量远大于电子,相同条件下质子具有比电子更高的能量,所以引入的深能级缺陷更深。

2.3. 离子辐照对GaAs 材料及器件的损伤研究

空间中,除了存在大量的电子和质子外,也存在许多重离子,因此离子辐照对材料的损伤同样重要。2007年,刘运宏等人用碳离子束模拟空间环境辐射,研究离子辐照对GaAs/Ge 太阳能电池性能的影响,发现使GaAs/Ge 太阳电池的最大输出功率衰减到原值的50%时,2 MeV 碳离子所需注量为1 × 1010 cm ?2,而引起相同性能的衰减,2 MeV 质子需要的辐照注量却为2.1 × 1012 cm ?2,这比C

离子辐照注量要大两个

陈炳坤等

量级,这意味着空间环境中C离子的成分虽小,但也会造成太阳电池性能的明显衰降[20]。2015年,Deshmukh P等人用碳离子辐照GaAs材料,发现辐照会降低SI-GaAs中的载流子寿命并增加其电阻率[21],同年,Singh A等人用不同的碳离子辐照剂量对GaAs材料进行辐照,得到了相同的结论[22]。Bobby A 等人研究了25 MeV C4+离子辐照对Ni/n-GaAs肖特基势垒二极管原位电容和介电性能的影响,研究发现,随着离子注量增加,电容和电荷密度降低,其他相关参数也随之发生变化,如图7所示。通过电子能量损失机理得知,电容和电荷密度的降低重离子诱导产生的受主能级缺陷有关[23]。

2015年Kapitonov Y V等人分别研究了30 KeVGa+和35 KeV He+离子辐照对InGaAs/GaAs单量子阱激子反射谱的影响。研究发现离子辐照导致反射光谱中激子共振的强度下降和半峰宽展宽,如图8所示,

Figure 7.The capacitance and dielectric constant of the material before and after irradiation: (a) The capacitance of the ma-terial before and after irradiation; (b) The dielectric constant of the material before and after irradiation [23]

图7. 辐照前后材料电容和介电常数的变化:(a) 辐照前后电容的变化;(b) 辐照前后介电常数的变化[23]

Figure 8. Reflectance spectra of samples at different irradiation fluence: (a) Reflectance spectra of Ga+ ions at different ir-radiation fluence; (b) Reflectance spectra of He+ ions at different irradiation fluence [24]

图8. 在不同辐照剂量下样品的反射光谱:(a) 在不同Ga+离子辐照剂量下样品的反射光谱;(b) 在不同He+离子辐照剂量下样品的反射光谱[24]

陈炳坤等

这些变化与激子跃迁振子强度的降低无关,因而与辐照引起的激子态缺陷无关,而与Ga(In)和As空位相关的结构缺陷相关[24]。

2016年杨迪等人采用氪离子辐照非掺杂的GaAs材料,利用光致发光和拉曼散射研究其发光性质,并且与质子辐照对GaAs材料的发光性能相对比,结果发现氪离子辐照和质子辐照对样品发光性能影响完全不同。质子辐照后的C As峰及其声子伴线逐渐减弱,913 nm处的复合缺陷峰则先增大后减小,而Kr 离子辐照后本征发光峰完全消失。质子辐照后LO声子峰的峰位和峰宽基本没有变化,TO声子峰很弱,离子辐照后LO声子峰强度降低,峰位向低频方向移动,且非对称性展宽,TO声子峰开始明显增强,晶体结构发生明显改变[25]。随后又通过4.5 MeV的氪离子分别辐照高掺杂锌(P型)与高掺硅(N型)GaAs材料。发现氪离子辐照后P型GaAs材料LO声子峰位向低频移动,出现非对称展宽,TO峰随辐照注量的增大而增强。而对于N型GaAs,辐照后,拉曼谱中LO峰和TO峰的变化情况与P型类似,但其受辐照的影响更大,在高辐照损伤下,其声子峰会消失。通过比较发现,LO声子峰的峰位偏移随辐照所产生的变化具有相同的变化趋势,这说明表明在辐照中,掺入的杂质并没有给GaAs的晶体结构产生明显的影响,如图9所示。N型材料比P型材料对辐照更为敏感,这可能是由于混合晶向的生长方式导致其结构稳定性更差[26]。

相对于质子辐照,离子辐照在空间环境中的成分虽小,但是也会造成GaAs材料及器件性能的明显下降,且在相同辐照注量下离子辐照对GaAs材料及器件的影响要大于质子辐照。离子辐照会降低GaAs 材料及器件载流子寿命并增加其电阻率,降低器件的电学性能,这是因为离子辐照会在材料中诱导产生受主能级缺陷,而离子辐照对GaAs材料及器件的损伤仍需进一步的探索研究。

3. 结论与展望

本文从不同的空间辐照环境出发,阐述了不同粒子材料对GaAs材料及器件的辐照损伤效应,发现GaAs受高能粒子辐照时,会产生辐照损伤,在材料内部产生深能级缺陷,降低GaAs材料的发光性能及载流子寿命,降低太阳能电池效率。但是,不同的粒子诱导的辐照损伤会有差别,其中质子辐照损伤会高于电子辐照损伤,而离子辐照损伤会高于质子辐照损伤,这是因为不同粒子具有不同的静止质量,因而具有不同的能量。了解不同粒子对GaAs材料的辐照效应,对推进GaAs材料在空间领域的进一步应用有重要的实际意义。

目前,电子和质子辐照在GaAs材料中所引入的缺陷已得到证实,可离子辐照对于GaAs材料的辐照

Figure 9. Raman spectra of samples by Kr irradiation: (a) Raman spectra of P-type GaAs by Kr irradiation; (b) Raman spec-tra of N-type GaAs by Kr irradiation; (c) LO peak shift as a function of implantation damage dose of N-GaAs, P-GaAs and SI-GaAs [26]

图9.氪离子辐照样品的拉曼光谱:(a) 氪离子辐照P型GaAs的拉曼光谱;(b) 氪离子辐照N型GaAs的拉曼光谱;

(c) N型、P型和本征未掺杂GaAs LO声子峰峰位偏移随辐照损伤的变化[26]

陈炳坤等

损伤尚不完备。已有的GaAs材料的离子辐照效应研究侧重于简单的性能分析,对于引入缺陷的指认尚不完全。为进一步推进GaAs材料在空间器件中的应用,应采用光致发光光谱和深能级瞬态谱等有效手段进一步研究GaAs材料的离子辐照效应。

致谢

感谢国家自然科学基金(61474010, 61574022, 61504012, 61674021, 11674038, 61704011);吉林省科技发展计划(20160519007JH, 20160101255JC, 20160204074GX, 20170520117JH);长春理工大学科技创新基金(XJJLG-2016-11, XJJLG-2016-14)对本研究工作的支持。

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防辐射纤维及材料的研究进展_梁威

FRP /C M 2005.N o .5 收稿日期:2004-11-05本文作者还有薛丹和祖恩锋。 作者简介:梁威(1979-),男,硕士研究生,主要从事功能性高分子材料及航天复合材料的研究工作。 防辐射纤维及材料的研究进展 梁 威,杨青芳,马爱洁 (西北工业大学化学工程系,西安 710072) 摘要:本文主要概述了防护X 、γ射线和中子射线用纤维及材料的发展状况,介绍了它们的防护效果、组成结构及其力学等性能。并对这些射线的性质和危害作了简述。 关键词:射线;防辐射;纤维;防护效果 中图分类号:TQ 342+.8;TL75+2.3 文献标识码:A 文章编号:1003-0999(2005)05-0051-05 1 前 言 随着工农业生产,特别是国防科研、放射医学和原子能工业的迅速发展,各种射线的使用日益广泛。射线的使用给人们带来了方便和实惠,但在某种程 度上也给人类带来了一些危害,这引起了人们对防辐射纤维及材料研究的重视。防辐射材料是指能够吸收或消散辐射能,对人体或仪器起保护作用的材料。防辐射纤维及材料的研制受到世界各发达国家的普遍重视,它的研制对国防和民用都有十分重要的意义 [1,2] 。 2 防X 、γ射线纤维及材料 X 射线和γ射线都是由强光子流组成的电磁 波,可间接引起物质电离。它们对生物体的作用基本相同,通过光电效应、康普顿效应、电子对效应与组成机体的各种物质相互作用,转移其能量,产生电子使与之作用的物质电离。X 射线和γ射线等对人体的伤害很大。长期接触这些射线会对人体的性腺、乳腺、红骨髓等产生伤害,超过一定剂量还会造成白血病、骨髓瘤等疾病。 根据射线的性质及其与物质的作用机理,可选择和制备相应的材料进行防护。防X 射线及γ射线的材料通常都是含铅的玻璃、有机玻璃和橡胶等制品。实验表明,几乎所有的塑料和橡胶加入X 射线屏蔽物质后均可制成防X 射线材料,但防辐射纤维及其织物的研制要困难很多。上世纪80年代初,苏联莫斯科纺织材料研究所就致力于防护纤维和防护服的研究开发,先后在核电站防护服、X 射线防护服、屏蔽电磁波防护服等方面取得了重大突破。最初苏联的科技工作者以粘胶纤维织物为对象,研制了X 射线防护织物。他们首先进行聚丙烯腈接枝, 然后用硫化钠溶液处理接枝共聚材料,最终再用醋酸铅溶液处理被改性的织物,X 射线防护物活性随醋酸铅溶液浓度、处理温度提高而增高。这种方法的优点在于铅消耗量低、耐洗涤,使用1~2两层织物即可明显减弱X 射线辐射,可用于制做轻便防护服。但工艺较复杂,制取难度大。后来俄罗斯科学院核研究所与伊万诺夫城膜及人造革研究所密切合作,专门设计了适用于核电站消防人员、维修人员和操作值班人员穿着的防辐射服。这种核防护服在组合辐射强度达100BER /h (γ、X 射线)和400BER /h (β射线)的条件下,能在20m in 内保护工作人员免受辐射损伤。这是因为它能有效地吸收辐射能量达200万e V 光子射线和2兆e V 的β射线,保护工作人员免受辐射、灼伤和放射物沾污皮肤以及吸入气体等危害。其中SZO 型防护服是为处理紧急事故而设计的,可以防护射线辐射、高温时的强热曝晒、短时间过热蒸汽和明火的烘烤。这套服装对α射线辐射有完全的保护作用,防2兆e V β射线辐射的衰减系数达50,能防20万e V 的γ射线辐射达2倍衰减值 [3] 。 日本和奥地利的研究者分别将硫酸钡添加到粘胶纤维中制成的防辐射纤维可用于制作长期接触X 光的工作人员的服装,效果良好。防X 射线纤维加工成的织物经层压或在织物中填加含有屏蔽剂的粘合剂后热压制成的层压织物,均是防护X 射线辐射的良好材料,天津纺织工学院对此进行了研究。美国佛罗里达州的一家辐射防护技术公司用辐射防护技术对聚乙烯和聚氯乙烯进行改性研制成功一种称 作de m ron 的防辐射织物。它是由一层聚乙烯(PE )和聚氯乙稀(PVC )聚合物夹在两层普通梭织物之间

放射性肺损伤

放射性肺损伤 丁 文1 综述,郭 岩2 审校 (1.泰山医学院2003级研究生 山东 泰安 271000;2.山东省泰安市中心医院影像中心 山东 泰安 271000) 【摘 要】 放射性肺损伤是胸部肿瘤放射治疗引起的并发症,一般有两种表现形式,早期急性放射性肺炎和后期放射性纤维化。发病机理研究主要为病理学观察,归纳起来主要有分子生物学机制、肺Ⅱ型上皮细胞损伤、血管内皮细胞受损和自由基等。损伤的发生与照射野、放射剂量、分割方式等有关。总照射剂量低于36GY无放射性肺炎发生,低于40GY 无纤维化发生。其病理改变随着照射后时间延长逐渐加重,肺泡是主要受损部位。基本病变为肺充血、水肿、肺间质增厚纤维化。CT、X线是临床最常用检查方法,表现为毛玻璃样斑片状高密度影,与正常组织分界清。放射性肺损伤不可逆转,预防比治疗更为重要。本文综述了近几年放射性肺损伤各方面研究进展。 【关键词】 放射治疗;放射性肺损伤 中图分类号:R734;R815 文献标识码:A 文章编号:1006-9011(2005)09-0813-04 R adiation induced lung injury DING Wen,G UO Yan.Departement o f Radiology,Taishan Medical College,Shandong271000,China 【Abstract】 Radiation induced lung injury is a kind of complication by radiotherapy of thoracic region tum our.There are tw o patterns of manifestation in general,early stage of acute radiation pneum onia and later stage of radiation fibrosis.Pathogeny investigation is mainly wall pathology observation,which include m olecular biology mechanism、lungⅡepithelial damage、vascular endothelial cell damage、free radical and s o on.The damage is related with exposure field、radiation dose、dissection m odality and s o on.There is no radiation pneum onia while total irradiation dose is lower than36G y,and no fibrosis lower than40G y.The pathology change aggravate gradually with postradiation time extension,pulm onary alveolus is the main damage location.Fundamental pathological changes are pulm onary congestion、edema、lung interstitial tissue thickening and fibrosis.CT、X2ray are the m ost frequently used examination method,which findings are ob2 served with ground2glass opacity,patchy high density fibrosis,and demarcation is clear with normal tissue.Induced lung injury can not be reversed,s o to prevent beforehand is m ore important than to treat.This article overviews all around investigation advancement in recent several years. 【K ey w ords】 Radiotherapy;Radiation2induced lung injury 放射性疗法是现代治疗肿瘤的常用手段之一,肺癌、乳腺癌、食道癌等胸部肿瘤均需接受胸部放射治疗。肺是辐射中度敏感器官,放射治疗可使肿瘤临近的肺组织因受到的放射剂量超过其发生生物效应的域值而产生不同程度的肺损伤。一般认为放射性肺损伤有两种表现形式,即早期的急性放射性肺炎和后期的放射性纤维化。RT O(美国放射肿瘤治疗协作组)放射性损伤评价标准中将发生放疗开始后90天内者称为急性放射性损伤,发生在90天以后者称为后期放射性损伤,放射性肺炎通常发生在放射治疗后1~3个月。目前由于化疗的广泛应用,在化疗后进行放射治疗即将结束的时候,放疗后进行化疗的患者,可在化疗过程中,因为化疗的应用可诱发放射性肺炎的发生,临床称之为“回忆效应”(recall effect),实际上是化疗和放疗共同造成损伤的表现。 1 发病机制 发病机理的研究现状对放射性肺损伤发病机理的研究作者简介:丁文(1976-),女,湖南省溆浦人,泰山医学院在读研究生,主要从事医学影像学诊断工作始于20世纪50年代,当时多为病理形态学观察。80年代集中于“关键靶细胞”的研究。归纳起来有几种学说:①肺泡上皮损伤;②肺血管内皮细胞损伤;③肺泡巨噬细胞生长因子;④免疫反应;⑤淋巴管受累;⑥巨细胞病毒参与[1]。分子生物学机制:可能致纤维化的细胞生长因子包括肿瘤坏死因子α(T NFα)、纤维母细胞生长因子β(FG Fβ)、转化生长因子β(TG Fβ)、表皮生长因子(EG F)、白介素1(I L1)、白介素6(I L6)、血小板源性生长因子(PDG F)、巨噬细胞生长因子(MFG F)和纤维连接素(fibronection)[2]。这些细胞因子可能由肺泡细胞、纤维细胞、肺泡巨噬细胞产生和分泌。肺受放射后立即有许多生长因子和抑制因子的合成和分泌并持续至放射后数周至数月,巨噬细胞在放射后至少产生12种不同的生长因子,刺激成纤维细胞的增生。有人认为放射性肺纤维化有一个前炎症因子和前纤维化因子链锁反应过程,这些因子刺激成纤维细胞增生,促进胶原基因启动,从而形成纤维化。肺Ⅱ型上皮细胞与放射性肺损伤:肺Ⅱ型上皮细胞是肺组织细胞中对射线最敏感的细胞之一,它在肺受放射后最早出现形态学变化,并在放射后6个月内持续存在损伤变化。肺受 318

防辐射门

防辐射门窗说明 1 适用范围 赛科防辐射门窗适用于科研、试验、医疗、生产等有辐射源的建筑。赛科防辐射门窗是对X射线的设防,工业建筑以产品探伤为主。防护材料为铅板,铅板厚度由项目设计经过计算之后确定。施工之前应经当地防疫部门认可。 2 防辐射门的分类及选用 2.1 门型代号: 赛科防辐射门有三种开启方式:平开门、手动推拉门、电动推拉门。 赛科门型类别分为七种: 1.木质骨架平开门RMPa1~3(铅板厚1~3mm) 2.木质骨架推拉门RMTa1~8(铅板厚1~8mm) 3.轻钢板骨架平开门RMPb1~3(铅板厚1~3mm) 4.轻钢质骨架手动推拉门RMTb1~3(铅板厚1~3mm) 5.钢质骨架平开门RMPc1~8(铅板厚1~8mm)

6.钢质骨架手动推拉门RMTc2~8(铅板厚2~8mm) 7.钢质骨架电动推拉门RMDc4~16(铅板厚4~16mm) 赛科门扇骨架电动推拉门分为:木质骨架(a)、轻钢骨架(b)、钢质骨架(c)。 2.2 当防护铅板为16mm厚仍不能满足使用要求时,可采用双重门解决。 2.3 赛科木质骨架平开门的开启方向(内开、外开)由项目设计交待,在型号中不做表示。其中洞口2700mm高的门,上亮为普通玻璃、内衬双面木质铅板复合板,是为满足防辐射门高度与邻近的其它高度为2700mm的门相同而设计的。 2.4 赛科木质骨架推拉门分为手动、电动、吊轨、地轨多种形式,饰面材料分为钢板、彩钢板、防火板、木质铅复合板等,这些要求均由项目设计交待,在型号中不做表示。 2.5 赛科单扇推拉门分为向左推拉和向右推拉两种,本图集均按向右推拉表示。如改为向左推拉时,设计人应在项目设计中交待。

耐辐射涂料的研究与进展

耐辐射涂料研究进展 摘要:防辐射涂料是能够吸收投射到它表面的电磁波能量、并通过材料的损耗转变成热能的一类材料。本文着重讲述防辐射涂料的防护机理,研究进展,以及几种防辐射涂料的特性以及应用情况。 关键词:辐射涂料;屏蔽机制;防护 Resistant to radiation coating research progress Abstract:Anti-radiation coating is capable of absorbing onto its surface, and the electromagnetic energy by material loss turned into a kind of material thermal energy. This paper tells the research progress of radiation protection coatings, and several kinds of anti-radiation coating properties and application. Key word:Radiation-proof;Shielding mechanism;protection 0引言 防辐射涂料是能够吸收投射到它表面的电磁波能量、并通过材料的损耗转变成热能的一类材料(能量转换的原理)。在各种的电磁辐射防护材料中,涂料以其方便、轻量、不占空间以及与基材一体化等众多优势成为其中的佼佼者,因为,防辐射涂料可吸收多余的电磁波,这样不仅减少杂波对自身设备的干扰,也有效防止电磁辐射对周围设备及人员的骚扰和伤害;而且,防辐射涂料能够在复杂的曲面、微小的角落、孔、棱边等处方便地涂抹,从而在精密复杂的部位,准确坚固地形成涂膜,满足工业、科学和医疗设备的屏蔽、EMC的需要。防辐射涂料的应用已远远超出军事隐形和反隐形、对抗和反对抗范围,更广泛地应用在人体安全防护、通讯及导航系统的抗电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容等许多方面。 1 防辐射涂料的屏蔽机制 屏蔽材料对电离辐射的屏蔽作用是通过涂料中所含吸收物质对电离辐射的吸收完成的。物质对射线的吸收大体以下述两种方式进行,即能量吸收和粒子吸收。 能量吸收以射线与物质粒子发生洋陛和非弹性散射方式进行,如康普顿散射。能量吸收的大小与吸收物质原子序数的4次方呈正比。“康普顿散射”以射线粒子与吸收物质的原子或原子核发生碰撞方式进行,粒子失去部分能量,同时改变行进方向(发生散射)。此过程反复进行,最终射线粒子的能量被耗尽,即被吸收。当射线能量较高时,如高能X射线或者Y射线,“康普顿散射”是吸收射线能量的主要方式。但在射线能量较低的情况下,

放射性肺炎的诊断和治疗

放射性肺炎的诊断与治疗 发表者:黄程辉28人已访问 放射性肺炎系由于肺癌、乳腺癌、食管癌、恶性淋巴瘤或胸部其他恶性肿瘤经放射治疗后,在放射野内的正常肺组织受到损伤而引起的炎症反应。轻者无症状,炎症可自行消散;重者肺脏发生广泛纤维化,导致呼吸功能损害,甚致呼吸衰竭。故对放射性肺炎逐步引起了临床工作者的重视,本文复习近年文献,对其病因及诊断治疗进展综述如下。 1危险因素 1.1 与放疗有关的因素放射性肺炎的发生与严重程度与放射方法、放射量、放射面积、放射速度均有密切关系[1-2]。由于在放射治疗肿瘤过程中采用不同的分割照射方法,如常规照射、超分割照射、适形照射等,为了比较不同放疗方法的生物效应,有人建议用数学模式进行生物效应归一[3]。有认为放射量阈在3周内为2500~3000rad。据上海医科大学中山医院统计,放射剂量在6周内小于2000rad者极少发生放射性肺炎,剂量超过4000rad则放射性肺炎明显增多,放射量超过6000rad者必有放射性肺炎。放射野越大发生率越高,大面积放射的肺组织损伤较局部放射为严重;照射速度越快,越易产生肺损伤;常规照射较超分割照射和适形照射发生放射性肺炎的机率大。 1.2 其他因素放射性肺炎发生还与受凉感冒、合并化疗、有慢性肺疾患史、有吸烟史、年龄等有关。化疗药物的应用亦可降低肺的耐受性,增加肺的放射损 伤 [3],某些化疗药物亦可能加重肺部的放射治疗反应。。个体对放射线的耐受性差,肺部原有病变如肺炎、慢性支气管炎、慢性阻塞性肺部疾病以及再次放射治疗等,均促进放射性肺炎的发生。对放射治疗的耐受性差。

2 发生机制 2.1 传统学说既往观点认为放射性肺炎主要是由于照射引起在照射野局部细胞因子的产生,导致肺纤维化[3]。其发生机制:①小血管及肺Ⅱ型细胞损伤急性期的病理改变多发生在放射治疗后1~2个月,表现为毛细血管损伤产生充血、水肿细胞浸润,肺泡Ⅱ型细胞再生降低 ,减弱了对成纤维细胞生长的抑制作用,使成纤维细胞增生。②自由基产生增多:通过动物实验发现肺经照射后,肺部自由基含量进行性增加,这可能是照射后致肺组织损伤的直接原因。③细胞因子含量增多:成纤维细胞生长因子和趋化因子共同作用于照射区,使肺组织产生损伤。④多原因素:放射性肺炎的发生具有多原性,其中巨噬细胞、肥大细胞、成纤维细胞、肺Ⅱ型细胞等均参与了其形成过程。 2.2 播散性学说[3]播散性放射性肺炎学说认为本病是由免疫介导产生双侧 淋巴细胞肺泡炎和局部放射野外的反应[7]。其病理改变是由于放射电离产生的自由基,损伤了细胞膜和DNA,导致细胞功能不良和死亡。放射治疗后6~9个月,肺的病理改变主要是逐渐发展的纤维化,肺泡广泛纤维化,但大多不产生症状,若伴有感染则产生症状,即为放射性肺炎,但症状轻重不一。经积极治疗后2~3个月症状消失,逐渐转为慢性肺纤维化。 3 诊断概述 3.1 临床表现 3.1.1放射性肺炎:在暴露射线后有一潜伏期,通常在完成放疗至出现症状的时间为1~3个月[11],症状可出现于影像学改变以前。放射性肺炎可发生于胸部任何疾病的放疗过程中,而且病情差异很大,轻者缺乏临床表现,重者可在数天内迅速发生呼吸衰竭和急性肺心病,并危及性命。最常见的临床表现为气急和咳嗽,

防辐射屏幕的一些相关知识

防辐射屏幕的一些相关知识 防辐射屏幕的一些相关知识 答:虽然液晶显示器的辐射低,但LCD的防辐射只能称之为是低辐射,远远未达到零辐射标准。根据辐射累积效应 ,长时间在这样的显示器面前工作将对人体造成伤害。同时,因为液晶显示器的面板是一种介于固体与液体之间的液晶 材料,若您用手指轻触液晶屏幕,屏幕画面便会产生一圈圈的水波纹,而使用者常常会用力擦拭,这很容易造成液晶屏幕上细小线路与装置的损伤。所以,专家认为,即使是液晶显示器也仍然需要一个防辐射屏来保护使用者的视力和显 示器的屏幕。 防辐射屏的分类 防辐射屏的宣传功效主要从保护视力入手,所以被许多家庭买来用在电视屏幕上。近两年来,随着电脑的普及以及人们利用电脑工作、学习时间的增加,有关电脑显示屏在工作时产生辐射的说法引起了人们的关注,在目前崇尚健康消费的潮流下,能抗辐射的防辐射屏受到人们的青睐也就不足为奇了。更多关于防辐射的知识可以参考

()的相关文章。 目前市面上的防辐射屏大致可分三类: 1.视觉效果增强型:在基材上镀陶瓷增透膜,降低反射光、眩光、提高对比度等; 2.纯防辐射型防辐射屏:在基材上镀透明导电膜和反射膜,消除和X射线等有害辐射; 3.综合型防辐射屏:结合以上两项功能。 在防辐射屏使用的基材上,又分为三类: 1.光学玻璃材料 2.有机玻璃或塑料材料 3.树脂材料(或硅晶PC材料) 4.混合材料(通常在基材中夹着金属丝网) 目前最好的产品应该是采用光学玻璃材料、镀透明导电膜及陶瓷光学镀膜的综合型视保屏。采用树脂材料的产品因表面较软,易受硬物划伤,但重量较玻璃材料轻,且不易碎,透光性也较玻璃材料强。而采用混合材料,特别是丝网或网目型视保屏不建议使用,这类产品有网纹影响,无法满足正常观看需要。采用有机玻璃或塑料材料的视保屏较树脂材料更容易划伤,且不具备防辐射功能,但价格低廉。 显示器对人眼的危害 使用传统CRT显示器对人眼最大的威胁来自眩光,电脑屏

反应堆材料辐照损伤概述

反应堆材料辐照损伤概述 【摘要】随着能源问题日益严峻,发展核电成为人类缓解能源紧缺问题的重要手段之一。当今核电站反应堆的技术已经比较成熟,但仍存在很多难以解决的技术问题。反应堆材料的辐照损伤问题直接关系到反应堆的安全性和经济性。本文对反应堆燃料芯块、包壳、压力容器的辐照损伤机理进行了概述,并提出一些减小辐照效应的措施。 【关键字】辐照损伤燃料芯块包壳压力容器材料 一、引言 随着能源问题日益严峻,发展核电成为人类缓解能源紧缺问题的重要手段之一。当今核电站反应堆的技术已经比较成熟,但仍存在很多难以解决的技术问题。其中,反应堆材料的辐照损伤问题尤为重要。材料的辐照损伤问题与反应堆的安全性和经济性有密切的关系。甚至直接关系到未来反应堆能否安全稳定运行。 关于反应堆的材料辐照损伤问题,主要包括三个方面:燃料芯块的辐照损伤,包壳的辐照损伤,压力容器的辐照损伤。深入认识和了解这三方面的问题,并讨论有关缓解措施具有极大地研究价值。 二、水冷堆燃料芯块的辐照损伤 1.燃料芯块的结构与辐照损伤 水冷堆燃料芯块为实心圆柱体,由低富集度UO2粉末经混合、压制、烧结、磨削等工序制成。为了减小轴向膨胀和PCI(芯块-包壳相互作用),芯块两端做成浅碟形并倒角。芯块制造工艺必须稳定,以保证成品芯块的化学成分、密度、尺寸、热稳定性及显微组织等满足要求。 燃料芯块中的铀在辐照过程中会发生肿胀,造成尺寸的不稳定性和导热性能的下降。随着燃耗的增加,铀的力学性能和物理性能将发生变化,铀将变得更硬、更脆,热导率减小,燃料包壳的腐蚀作用也在加剧。对燃料芯块辐照损伤的认识和研究,一方面有助于了解在役燃料元件的运行状态和使用寿命,及时地发现并解决问题;另一方面根据辐照特性,可以采取适当的措施增强燃料元件的性能,进一步提高核电的经济效益。 2.辐照条件下燃料芯块微观结构的演化 燃料芯块在辐照过程中,辐射与物质相互作用的方式可以分为原子过程和电子过程两大类。原子过程主要产生位移效应,位移效应的主要产物是间隙-空位对。而电子过程主要产生电离效应,其主要产物是电子-离子对。 燃料芯块在辐照过程中,将产生能量很高的裂变碎片,造成严重的辐照损伤,并伴有大量的原子重新分布,尤其是裂变产物中的氙和氪,产额高,又不溶于固体,在辐照缺陷的协同作用下形成气泡,造成肿胀。另外,固体裂变产物具有很强侵蚀作用,将使芯块发生应力腐蚀而开裂。 3.燃料芯块辐照损伤机理和宏观性能变化 (1)辐照肿胀 辐照会引起体膨胀,称辐照肿胀。燃料芯块中所使用的重要金属铀,其单晶体会显示出特殊的辐照生长现象。在辐照过程中,铀的晶体线度发生异常变化。引起燃料辐照肿胀的根本原因是裂变产物的积累。发生肿胀一方面是由于铀原子的固体裂变产物以金属、氧化物、盐类等形态与燃料相形成固溶体或作为夹杂物存在于燃料相中,裂变产物的总体积超过了裂变前裂变原子所占的体积(一般在2-3%),另一方面是由于在金属中形成了大量的裂变气泡

孕妇防辐射服是什么材料制作的

孕妇防辐射服是什么材料制作的 孕妇防辐射服是当代女性备孕必备用品,据中国消费者协会实验证实,孕妇防辐射服对日常生活中广泛存在的电磁辐射具有良好的屏蔽作用。有防辐射需求的人士,可以通过穿戴孕妇防辐射服,提高防辐射能力。那孕妇防辐射服是什么材料制作的?为什么能起到屏蔽电磁辐射的作用呢?一起来了解一下。 孕妇防辐射服是什么材料制作的 为了验证防辐射服的作用,保障消费者权益,中国消费者协会也在2016年对市场上热销的优加、添香等防辐射服进行对比试验。试验对象包括优加、添香等11个知名防辐射服品牌旗下21款不同材质、不同价位、不同款式的防辐射服样品。在参考GB/T 23463-2009《防护服装微波辐射防护服》标准搭建的测试系统中,经过科学的检测,证明以优加、添香等专业防辐射品牌为代表的防辐射服,对日常生活中广泛存在的工频交变电场(50Hz)普遍具有良好的屏蔽效果,优加、添香等大部分样品还对2.45GHz电磁波具有较明显的屏蔽效果。除了证明孕妇防辐射服的作用外,中消协实验还得出了一个结论,那就是服装的屏蔽效果,和制作材料有关。那孕妇防辐射服是什么材料制作的呢? 目前,市场上制作孕妇防辐射服的材料主要有两种,分别为金属纤维和银纤维。 1、金属纤维面料 金属纤维混纺面料是目前市面主要的制作金属纤维防辐射服的面料。它是将金属抽成细丝与纺织纤维混合制作而成的面料。运用这种面料制作的防辐射服不仅能够成功的屏蔽掉日常生活中30DB以上的电磁辐射危害,其透气性也比较好,屏蔽效果较稳定。 2、银纤维面料

银纤维面料是目前市面上制作孕妇防辐射服较理想的面料,也是制作银纤维防辐射服的主流面料。它是采用了银纤维和纺织纤维混纺制作而成的。运用这种面料制作的银纤维防辐射服不仅防辐值高达60DB,面料质地还亲薄、舒爽,有效的防止了孕期皮肤过敏情况出现的症状。像优加全银纤维防辐射服,银纤维含量100%,宝妈们穿戴上后不仅能够屏蔽掉99.9999%的电磁辐射,穿戴上后还亲肤、丝滑,被大部分的孕妈们喜爱并进行穿戴。 孕妇防辐射服是什么材料制作的?金属纤维和银纤维,就是目前制作孕妇防辐射服最流行的面料了。就上述介绍来看,银纤维面料无论是在屏蔽效果还是穿戴体验上,都要由于金属纤维面料,所以是孕妈们选购孕妇防辐射服时的首选面料。

吸波建筑材料的研究及应用进展

吸波建筑材料的研究及应用进展 发表时间:2014-12-25T08:58:25.343Z 来源:《防护工程》2014年第9期供稿作者:官举红 [导读] 随着科技的日益进步,电磁技术给人类创造了巨大的物质文明,但也把人们带进一个充满人造电磁辐射的环境里。 官举红 重庆热展建筑工程咨询服务中心重庆 400012 [摘要]随着现代科学技术的发展,吸波材料被广泛的应用于人体安全防护、微波暗室、通讯以及导航系统的电磁干扰等多方面。本文对吸波建筑材料的研究及应用进展进行了详细分析。 [关键词]建筑吸波材料;应用前景;发展趋势 一、前言 目前,微波吸收材料的发展越来越明显地呈现出功能上频谱兼容化、材料形态上低维化、材料设计上智能化超长化、材料组成上复合化、材料性能上多样化和材料应用上民用化的发展趋势。 二、开发研制新型建筑吸波材料的必要性 随着科技的日益进步,电磁技术给人类创造了巨大的物质文明,但也把人们带进一个充满人造电磁辐射的环境里。电磁辐射污染已经成为继大气污染、水污染和噪声污染之后的第四污染源[1],且随着电子、电信技术快速发展而日趋严重。常规电磁屏蔽的方法会带来电磁波的高反射,因此寻找低反射高吸收的材料成为吸波材料的研究热点。 民用方面,大功率电磁波发射塔、电台等向外界不断发射的电磁波,常常会带来通讯干扰、电子迷雾等问题。更为严重的是,数以百万计的人们由于长期暴露在来自电缆和家庭电器的电磁辐射中,患癌症和退化性疾病的危险正在增加,高频电磁波对生物肌体细胞、人体神经系统、循环系统、免疫、生殖和新陈代谢功能具有极强的辐射伤害。研究开发新型建筑吸波材料,为人们提供弱电磁辐射的居住及办公环境十分必要。 军事上,随着世界上许多国家对现代战争的第四战场——电磁战的深入研究,目前电磁战已主要应用于以下两个方面:一是在战争中对敌方进行大规模、高强度的持续电磁干扰,使得敌方的指挥、通讯等系统不能够正常运作;二是近些年来一些军事强国越来越重视对电磁武器的研究。目前,美国等国家已经研制出一种威力巨大的电磁武器——电磁炸弹。这种特殊的炸弹在爆炸时能够向周围空间辐射极强的脉冲电磁波,能够迅速使得敌方的电力通讯设施陷入瘫痪。由于以上原因,建筑吸波材料作为防电磁战中的重要一环越来越受到重视。如对于一些要害部门的建筑物、设备设施可以使用吸波建筑材料来防止敌方的电磁干扰或电磁武器的攻击。另外,为了更好地保护指挥机关、仓库等一些重要军事场所及设施,需在这些建筑物表面使用吸波材料来吸收电磁波以减小被敌方雷达探测到的可能性,从而提高它们的战场生存能力。因此,从民用与军用两方面考虑,有关非运动目标(如:大型建筑物、军事掩体、机场、雷达站等)建筑吸波材料的研究十分必要。 三、吸波材料的吸波机理 吸波涂料能够吸收投射到它表面的电磁波能量,并通过材料的损耗转变成热能等其他形式的能量。材料吸收电磁波的基本条件:1)电磁波射入材料时能最大限度地进入材料内部(匹配特性);2)进入材料内部的电磁波能迅速衰减掉(衰减特性)。损耗大小,可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。对于单一组元的吸收体,阻抗匹配和强吸收之间存在矛盾,有必要进行材料多元复合,以便调节电磁参数,使它尽可能在匹配条件下,提高吸收损耗能力。 四、建筑吸波材料的应用前景 1.钢纤维混凝土 混凝土是用量最大、用途最广的建筑材料,吸波混凝土及功能、环保、结构于一体,在传统高耐久性的基础上赋予吸收电磁波的功能,符合高新技术改造传统材料的发展方向。在建筑工程中,厘米级的钢纤维与混凝土粘接性能好,复合基体能共同承受荷载,与普通同级的混凝土相比塑性、韧性显著增大,抗拉、抗弯性能也显著提高[3],但是关于厘米级的钢纤维掺入混凝土后的吸波性能研究未见有公开报道。华中科技大学的杨海燕等,研究了不同长度、不同占空比钢纤维混凝土对军用频率范围电磁波的吸收衰减特性,并分析了它们之间的关系。2-18GHz其最大吸收率达9.8dB,4dB带宽最高15.28GHz。 2.手性吸波混凝土 在近年的研究中发现,在混凝土中掺入晶须,试样干燥后试件外形出现弯曲;掺入,虽然改善了混凝土的吸波性能,但随着掺量的增大,试件出现脆裂。这表明仅靠调整混凝土的电解质损耗以及磁介质损耗,吸波性能的改善存在极限,同时还伴随了混凝土力学性能的降低甚至破坏。康青[4]提出在混凝土中掺入螺旋结构钢纤维线圈,即制得手性吸波混凝土,结合混凝土中的电损耗介质、磁损耗介质,建立手性吸波混凝土的理论模型,制备不同配合比的实验样品,研究电磁损耗机理及规律,获取优化的吸波混凝土设计方案。这样既克服了吸波混凝土改性中力学性能下降的难题,有增大了吸波混凝土的损耗机制。 3.碳纤维混凝土 研究了波纹型单纤维的吸波性能和能量耗散机理,推到了波纹型碳纤维混凝土结构能量耗散因子计算公式,并进行了能量耗散分析。对于碳纤维混凝土板,板厚,碳纤维弹性模量,纤维密度,碳纤维混凝土弹性模量,混凝土密度,实验结果表明,碳纤维在纤维混凝土中的体积分数为时,有较高的结构损耗因子,此后随着体积分数的增大,结构损耗因子也不会增高,甚至降低。 4.防辐射涂料 防辐射涂料一般是在普通涂料中加入吸波材料制成,并要求施工性能好、不易脱落且成本不能太高。目前相关的研究成果较多,如有专利采用含有铁、锌、钴、铜、锂等成分的原料预烧、球磨、热处理、粉磨后按照一定比例和普通涂料混合制备成环保型建筑吸波涂层,可吸收500MHz-5600MHz的电磁波。还有专利将吸波组分与其他环保手段结合起来,制备出多功能环保吸波建筑涂料。 五、吸波建筑材料的发展趋势 随着吸波建筑材料的应用不断扩大,人们对其性能要求也越来越高,已有的吸波建筑材料很难满足实际应用的要求。目前吸波建筑材料的研究主要有以下趋势。 1.宽频薄层吸波建筑材料 电子技术的迅速发展要求吸波建筑材料的工作频段越来越宽。目前的宽频吸波建筑材料主要应用在微波暗室,不但厚度大,而且成本很

放射性肺炎研究进展

【摘要】全文综述近年来国内外有关放射性肺炎的发生机制、影响因素及中西医治疗进展。 【关键词】放射性肺炎放射疗法并发症 放射性间质性肺炎是胸部肿瘤放疗及骨髓移植预处理中最常见的并发症,其发生率达5%~15%,放射学改变的发生率则高达15%~100%。其对肺实质的损伤较为严重,最终发展为放射性肺纤维化,某些情况下甚至是致死的直接原因。放射性肺炎主要限制了胸部肿瘤放疗的剂量,从而影响了肿瘤局部控制率及放疗后患者的生存质量。如何尽量减少放射性肺炎的发生,是临床上亟待解决的问题。本文就放射性间质性肺炎的发生机制、影响其发生的因素以及中西医防治等方面的研究现状作一综述。 1 发生机制 放射性间质性肺炎(radiation induced pneumonitis,rip)的机制尚没有被完全认识,目前大多数学者达成共识的两种学说:①经典传统的组织学改变学说——肺泡上皮、血管内皮损伤学说,②分子生物学机制,还有中医理论学说。 1.1 肺泡上皮、血管内皮损伤学说 rip主要的靶细胞为肺泡ⅱ型细胞、血管内皮细胞。ⅱ型肺泡上皮细胞受损后会最早发生生物学特性的改变,从而影响对ⅰ型肺泡上皮细胞的修复,可导致不可逆肺纤维化的发生[1]。近期的放射线肺损伤研究还认识到“远地伴随效应”的现象,即照射野内激活的巨噬细胞迁徙至放射野以外的区域放射性肺炎以及由炎症因子介导的急性自发性免疫样反应,是一种淋巴细胞性肺泡炎,临床上应用抗生素效果不佳,用acth治疗有效更支持此观点。 1.2 分子生物学机制 中医普遍认为放射性肺炎症状大致类属于中医“肺痹”范畴,放射线属“热毒”,热毒之邪,灼伤津液。因其具有穿透性,致病与一般热毒之邪不同,不遵循“卫气营血”传变规律,而是直接损伤肺脏血络。其病机为肺热血淤,气阴两伤,宣肃失司[7]。有研究认为养阴清热、活血化淤中药内服,可提高正常组织放射受损阈来降低肺组织受损程度[8]。 2 影响因素 rip的发生与放射野的面(体)积、照射剂量、分割次数、个人易感性、化疗药物及肺组织的功能等密切相关[9]。cox多因素回归分析的结果显示照射面(体)积与剂量是产生放射性肺损伤最主要因素,认为照射剂量越大,照射野面(体)积越大,rip的发生率就越高。 2.1 照射面(体)积、总剂量 相同剂量受照面(体)积愈大,损伤愈大。研究表明,肺组织的受照容积超过10%即可产生明显的肺损伤。赵建国等[10]通过对120 例放射性肺病患者的临床观察发现: 照射野≥180cm2,放射性肺炎发生率为15.3%(98/640),照射野<180cm2时为5.7%(22/387)。常规分割2gy/次时,肺在受照射体积为1/3、2/3、3/3时的td5分别为45gy、30gy和17.5gy。剂量低于20gy很少发生rip,而60gy几乎均有不同程度的rip出现。随着三维(three-dimensional,3d) 适形放疗技术在临床上得到广泛应用,其放射治疗的优势明显,即靶区定位更加精确;更好地保护正常组织免受照射,大大降低了并发症的发生[11]。近年开展的适形调强放射治疗(intensity modulated radiation therapy,imrt),能够使照射野的形状与病变( 靶区) 形状一致, 因而通过适当地调整计划参数可以把正常肺组织的受照射面(体)积和剂量降到最低, 以起到保护作用[12]。 对rip的发生具有预测意义的两个参数是剂量体积直方图(dose-volume histograms,dvh)评估靶区及周围正常组织的照射剂量及照射体积,其次v20即肺接受大于20gy照射的体积与总体积比,两者作为评价三维适形治疗计划、预测rip(≥2级)发生率的指标已得到了普遍的认可。graham等[13]的研究显示:非小细胞肺癌患者在接受放疗时,当v20分别为<22%、22%~30%、31%~40%及>40%时,2 年rip发生率分别为0、7%、13%及36%。学者们推荐为避

防辐射材料

在辐射源集中的环境中工作、学习、生活的人,容易失眠多梦、记忆力减退、体虚乏力、免疫力低下等。 辐射离我们有多远在我们的生活环境中,辐射无处不在! 家用电器:电视、电冰箱、空调、微波炉、吸尘器等 办公设备:手机、电脑、复印机、电子仪器、医疗设备等 家庭装饰:大理石、复合地板、墙壁纸、涂料等 周边环境:高压线、变电站、电视(广播)信号发射塔等 自然环境:太阳黑子等 一.面部防护 上网虽不致如临大敌, 但对厉害的电磁辐射还是应做足面部功夫。 屏幕辐射产生静电,最易吸附灰尘,长时间面对面,更容易导致斑点与皱纹。因此上网前不妨涂上护肤乳液后加一层淡粉,以略增皮肤抵抗力。 2.彻底洁肤 上网结束后,第一项任务就是洁肤,用温水加上洁面液彻底清洗面庞,将静电吸附的尘垢通通洗掉,涂上温和的护肤品。久之可减少伤害,润肤养颜。这对上网的女性真可谓是小举动大功效。 3.养护明眸 如果你不希望第二天见人时双目红肿、黑眼圈加上面容憔悴,切勿长时间连续作战,尤其不要熬夜上网。平时准备一瓶滴眼液,以备不时之需。上网之后敷一下黄瓜片、土豆片或冻奶、凉茶也不错。其方法:将黄瓜或土豆切片,敷在双眼皮上,闭目养神几分钟;或将冻奶凉茶用纱布浸湿敷眼,可缓解眼部疲劳,营养眼周皮肤。 4.增加营养 对经常上网的人,增加营养很重要。维生素B群对脑力劳动者很有益,如果睡得晚,睡觉的质量也不好,应多吃动物肝、新鲜果蔬,它们富含维生素B族;肉类、鱼类、奶制品增加记忆力;巧克力、小麦面圈、海产品、干果可以增强神经系统的协调性,是上网时的最佳小零食。此外,不定时地喝些枸杞汁和胡萝卜汁,对养目、护肤功效显著。如果你在乎自己的容貌,就赶紧抛弃那些碳酸饮料,而改饮胡萝卜汁或其他新鲜果汁。 5.常做体操 长时间上网,你可能会感觉到头晕、手指僵硬、腰背酸痛,甚至出现下肢水肿、静脉曲张。所以,平时要做做体操,以保持旺盛精力,如睡前平躺在床上,全身放松,将头仰放在床沿以下,缓解用脑后脑供血供氧之不足;垫高双足,平躺在床或沙发上,以减轻双足的水肿,并帮助血液回流,预防下肢静脉曲张;在上网过程中时不时伸伸懒腰,舒展筋骨或仰靠在椅子上,双手用力向后,以伸展紧张疲惫的腰肌;做抖手指运动,这是完全放松手指的最简单方法。记住,此类体操运动量不大,但远比睡个懒觉来得效果显著。 二.眼部问题 长期的电脑工作,不但觉得眼睛发酸,而且有时会感觉眼睛模糊,看东西不清楚,这就是眼睛过度痨劳所致,眼部皮肤出现的问题就是黑眼圈、眼部细纹增加、有眼袋,这些问题真的很头痛,那么我们怎么预防和解决眼部的这些问题呢?

中医药治疗放射性肺损伤的研究进展

中医药治疗放射性肺损伤的研究进展(作者:___________单位: ___________邮编: ___________) 作者:孔祥鸣吴稚冰张爱琴赵亚珍 【关键词】放射性肺损伤发病机制中医药治疗 放射治疗是治疗恶性肿瘤的主要手段之一,然而在肺癌、食管癌和乳腺癌等胸部肿瘤的放射治疗中,部分肺组织因不可避免地受到一定剂量的射线照射而造成不同程度的放射损伤。表现为急性放射性肺炎和肺纤维化。放射性肺损伤的发生率约为5%~10%。放射性肺损伤的高发病率限制了肿瘤的放疗总剂量,从而使放射治疗肿瘤的疗效下降,部分重度放射性肺损伤明显增加了患者的死亡风险。 1 发病机制 研究表明,电离辐射所致的肺组织损伤不仅仅是单一靶细胞损伤的结果,而且是一个有多种细胞参与、有多种细胞因子调控的复杂过程。目前认为,电离辐射可引起肺内效应细胞即肺泡巨噬细胞、Ⅱ型肺泡上皮细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞产生释放多种细胞因子,启动成纤维细胞的增殖分裂,导致胶原蛋白的大量合成,最终形成肺间质的胶原沉积,血管壁增厚闭合进而发生肺组织的纤维化[1]。基础和临床研

究证实,转化生长因子β(TGFβ)在其发生、发展过程中起关键作用,被公认是与放射性肺纤维化发生和发展密切相关的介导因子。放射性肺损伤的发生与血浆TGFβ的基础浓度有关,发生放射性肺损伤的患者血浆TGFβ含量在放疗结束时持续升高[2]。 中医认为,放射线属“火热毒邪”,而肺为娇脏,放疗之邪毒侵袭,热灼肺津与痰浊相搏,阻塞肺络,肺络损伤,痰热内蕴,日久余热留恋,耗伤正气,气阴两虚,气虚无以鼓动血脉,血行不畅,瘀血内生,致瘀血内阻。故放射性肺炎的基本病机是本虚标实, 阴伤、气虚、血瘀、热毒是病机要点[3]。 2 西医治疗 由于放射性肺损伤是胸部放射治疗的主要剂量限制性因素,且无有效的治疗措施,故处置放射性肺损伤的关键在于预防。一旦发生放射性肺损伤,目前临床上最常用的治疗方法是使用肾上腺皮质激素联合抗生素。虽然大剂量激素可暂时有效缓解症状,抑制肺纤维化的发展,但容易产生诸多并发症。细胞保护剂氨磷汀可一定限度地保护正常组织,但可能存在较大毒副作用,且价格昂贵。因此,寻找更为有效低毒的防治放射性肺损伤的方法成为研究的热点。 3 中医辨证分型及治疗 放射线属火热邪毒,易损伤肺络,灼伤肺阴,肺失宣降,故表现出发热、胸痛、咳嗽、憋喘等症状。治疗以养阴清肺、清热解毒、健脾和胃、活血化瘀为主要治则。一些具有清热解毒、养阴益气、活血化瘀功效的中药具有不同程度的预防和治疗放射性肺损伤的作用[4,

航天级防辐射材料泰莱可强势来袭

航天级防辐射材料泰莱可强势来袭 人类进入到21世纪后,科学技术得到了巨大的腾飞。各种电子、电器产品,给人们的生活带来了诸多便利。但是,由此带来的电磁辐射,也逐渐滋生,逐渐复杂起来。为了帮助人们提高防辐射能力,市场上出现了诸多防辐射产品。美国航天、航空材料研究公司泰莱可也在不断的探索中,推出了航天级的防辐射材料。为了让更多人受益,这个一向服务于欧美各国的材料公司,正准备进驻中国市场。 泰莱可防辐射材料 美国泰莱可股份有限公司是一家专注于航空、航天材料研究开发的公司。与航空巨头波音分支机构鬼怪工程部比邻而居,因此在反重力、电脑、网络运行、电子商务等研究上保持着深度交流。运用科学、技术以及“人元素”的力量不断改进,在高科技材料领域取得了丰富的技术成果。由于生产材料安全、环保等优越性,泰莱可股份有限公司研究方向逐渐向民用延伸,为欧美等发达国家和地区的客户提供种类繁多的产品及服务,并将可持续发展的原则贯彻于材料研究与创新,为各消费市场提供更加优质的产品,现产品涵盖对材料安全性和功能性要求较高的航空用品、航空航天材料、医疗用品、医疗器械、妇婴用品、生活防护用品,例如:儿童尿布、口手巾、牙膏、奶嘴、孕妇功能内衣、防辐射服、电磁辐射屏蔽布料等。 泰莱可股份有限公司总部位于伟人之乡华盛顿普亚勒普市,泰莱可股份有限公司极为重视人才的培养。公司员工中,有超过80%的拥有大学学历。其中,30%以上的员工拥有更高的学历。这是一支非常多元化,人才济济且极富创新精神的队伍。这样一支来自来自全球各大名校的科研队伍,几乎涵盖了所有技术领域的专业。他们技术娴熟,经验丰富,为泰莱可产品与服务的成功与进步贡献力量。 2017年,在一带一路的时代感召下,泰莱可股份有限公司决定向中国市场全面发展,开始在中国寻找运营商,代理商。相信在不久的将来,以泰莱可为标志的产品,就会遍及中华大地。 量子交联技术

有机玻璃的防辐射

有机玻璃的防辐射作用 1 有机玻璃的概念 1.1 有机玻璃的产生 1927年,德国罗姆-哈斯公司的化学家在两块玻璃板之间将丙烯酸酯加热,丙烯酸酯发生聚合反应,生成了粘性的橡胶状夹层,可用作防破碎的安全玻璃。当他们用同样的方法使甲基丙烯酸甲酯聚合时,得到了透明度既好,其他性能也良好的有机玻璃板,它就是聚甲基丙烯酸甲酯。1931年,罗姆-哈斯公司建厂生产聚甲基丙烯酸甲酯,首先在飞机工业得到应用,取代了赛璐珞塑料,用作飞机座舱罩和挡风玻璃。 1.2 有机玻璃的应用 有机玻璃具有以上优良性能,使它的用途极为广泛。除了在飞机上用作座舱盖、风挡和弦窗外,也用作吉普车的风挡和车窗、大型建筑的天窗(可以防破碎)、电视和雷达的屏幕、仪器和设备的防护罩、电讯仪表的外壳、望远镜和照相机上的光学镜片。 用有机玻璃制造的日用品琳琅满目,如用珠光有机玻璃制成的纽扣,各种玩具、灯具也都因为有了彩色有机玻璃的装饰作用,而显得格外的美观。 有机玻璃在医学上还有一个绝妙的用处,那就是制造人工角膜。如果人眼的透明角膜长满了不透明的物质,光线就不能进入眼内。这就是全角膜白斑病引起的失明,而且这种病无法用药物治疗。 2 有机玻璃的防辐射作用[1]

近年来, 随着放射医学、原子能工业等的发展,各种射线在医学领域的使用日益广泛. 射线防护问题也受到了广泛的关注。有机透明防辐射材料以其优异的光学透明性、比重小和使用方便逐渐代替了原有的铅防护材料。逐步受到国内外学者的关注。国外有机透明防辐射材料的研究工作开展较早, 前苏联、日本、美国、德国等国家自二十世纪六十年代开展了防辐射有机玻璃的研究工作. 前苏联采用甲基丙烯酸三烷基锡聚合, 制得耐C射线有机材料, 以后又采用二苯基二甲基丙烯酸铅与甲基丙烯酸甲酯共聚, 制得防X射线透明屏蔽材料[2] 。 日本曾采用在浆液中加入KI、HgI2和聚甲基烯酸甲酯一起加热、加压, 制得半透明材料. 后来采用碱式碳酸铅与甲基丙烯酸反应得到甲基丙烯铅, 由甲基丙烯酸铅聚合生成透明聚合物, 研成粉末后与甲基丙烯酸甲酯( 或丙烯酸酯、醋酸乙烯) 共混聚合, 在90~100℃温度下成型, 制得含铅量13.8%~27. 5%的防射线透明屏蔽材料. 富田三郎等用聚醚二甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸铅和辛酸铅在0℃下加热搅拌10min, 使之成为均匀的溶液后,冷却至40℃, 再加入质量分数0. 1%的叔丁基过氧化苯甲酰, 在80℃/ 3h, 120℃/ 2h下进行聚合而制得板材. 该板材不仅具有屏蔽射线的能力, 而且透明、耐刻划, 力学性能和耐湿性优良. 1977年日本协和瓦斯化学工业公司研制出对短波X 射线透明、对长波X射线不透明的有机玻璃( 也称协和玻璃) , 投入市场并申请了专利。 2. 1含铅有机玻璃

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