《Radiation Physics and Chemistry》：EFFECT OF SiC AND B
4C CERAMICS ON THE RADIATION PERMEABILITY PROPERTY OF AA2024
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本研究将SiC和B4C陶瓷粉末添加至AA2024铝合金中，通过Phy-X/PSD理论分析和实验检测（如光学发射光谱、X射线衍射及粒度分析），评估其辐射屏蔽性能。结果显示，AA2024+30%B4C在γ射线屏蔽中表现最差，而AA2024+30%SiC在 neutron屏蔽效率最高。相较于传统铅材料，该复合材料具有更低毒性、更轻量及更高机械强度优势，适用于航天、核能及医疗防护等领域。
作者：Seda Gürgen Av?ar | Zübeyde ?zkan | Sema Bilge Ocak | U?ur G?kmen
土耳其安卡拉06500，加齐大学技术学院，冶金与材料工程系
摘要
AA2024是一种轻质合金，具有高强度、优异的断裂韧性和出色的抗损伤能力。本研究将SiC和B4C以不同的重量比例（1%、3%、5%、7%、15%和30%）掺入AA2024中，以探讨其作为辐射屏蔽材料的潜力。与传统屏蔽材料（如铅）相比，这些复合材料具有毒性更低、重量更轻以及机械强度更高的优点，同时仍保持较高的辐射衰减能力。本文通过Phy-X/PSD在线程序对复合材料的伽马射线和中子衰减性能进行了理论分析，并对实验用粉末进行了光发射光谱分析、X射线衍射（XRD）和粒径分析。对于AA2024+(0–30%)B4C复合材料，半值层（HVL）范围为0至0.126厘米；而对于AA2024+(0–30%)SiC复合材料，HVL范围为0至0.110厘米。在测试样品中，AA2024+30%B4C的伽马射线屏蔽性能最差，而AA2024+30%B4C的中子屏蔽效率最高。
引言
随着世界经济的发展和变化，日常/年度能源消耗量正在迅速增加。化石资源（高碳）的消耗产生的温室气体导致了环境和气候危机。为了尽可能减少排放，世界各地越来越倡导低碳政策。由于风能、电流能和太阳能等能源的局限性，人们长期以来一直在寻找新的能源来源。
材料与方法
本研究使用Mastersizer设备分析了AA2024基体粉末以及SiC和B4C陶瓷粉末的粒径分布。为了在Phy-x/PSD程序中分析AA2024基体复合材料的辐射透过率，使用Bruker/Tasman Q4品牌的光学发射设备测定了AA2024合金的成分。光发射光谱分析通过电极和高压电源进行。
粉末结果
粉末冶金方法中使用的粉末粒径对压缩性和烧结过程具有重要影响。表2给出了提供粉末粒径分布重要信息的Dv（10）、Dv（50）和Dv（90）值。辐射屏蔽性能受颗粒尺寸分布的影响。辐射与材料之间的接触类型和程度取决于辐射在其传播过程中所遇到的颗粒大小。
结论与讨论
本研究探讨了可用于航天技术、核技术以及医疗保健领域等领域的替代材料，在这些领域中，放射性渗透性及相应的辐射防护至关重要。利用Phy-x/PSD程序理论计算了（0–30%）SiC+AA2024和（0–30%）B4C+AA2024陶瓷增强复合材料的MAC、LAC、TVL、HVL、Neff、Zeff、Ceff、FNRCS和MFP参数。在所研究的材料中，AA2024...
作者贡献声明
Sema Bilge Ocak：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、实验研究、数据分析。
U?ur G?kmen：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、方法论设计、实验研究、概念构建。
Seda Gürgen Av?ar：资源获取、方法论设计、实验研究、数据分析。
Zübeyde ?zkan：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、资源获取、方法论设计、实验研究、数据分析。
利益冲突声明
??作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢加齐大学科学研究项目办公室（项目编号：FGA-2022-7521；FKA-2023-8617）提供的财务支持。
