基于PbO的氯乙烯单体复合材料的伽马射线、中子和带电粒子屏蔽特性研究:采用XCOM和FLUKA仿真方法

《Applied Surface Science》:Gamma-Ray, Neutron and Charged Particle Shielding Characteristics of PbO-Based Vinyl Chloride Monomer Composites using XCOM and FLUKA Simulation.

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年04月28日 来源:Applied Surface Science 6.9

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  Z.A. Alrowaili|E.O. Echeweozo|Yasser Rammah|M.S. Al-Buriahi沙特阿拉伯朱夫大学理学院物理系,邮政信箱:2014,Sakaka摘要本研究评估了氧化铅添加对氯乙烯在伽马射线、中子和带电粒子传输性能的影响,以用于辐射屏蔽应用。这

  
Z.A. Alrowaili|E.O. Echeweozo|Yasser Rammah|M.S. Al-Buriahi
沙特阿拉伯朱夫大学理学院物理系,邮政信箱:2014,Sakaka

摘要

本研究评估了氧化铅添加对氯乙烯在伽马射线、中子和带电粒子传输性能的影响,以用于辐射屏蔽应用。这些样品的辐射屏蔽能力通过XCOM和FLUKA模拟设置在不同的光子能量下进行了理论分析。研究结果表明,VCM-Pb40表现出最高的屏蔽性能,在0.015 MeV和15 MeV时,其质量衰减系数分别为37.0949 cm2/g和0.03104 cm2/g。研究还发现,VCM-Pb40复合材料的快中子截面值为54.84671 cm?1,快中子衰减率为0.07682 cm?1,高于其他研究的聚合物复合材料。因此,VCM-Pb40复合材料具有良好的伽马射线衰减性能和令人满意的带电粒子衰减性能,推荐作为放射治疗和核研究设施设计中的表面材料,尤其是在对美观性和精致度要求较高的场合。

章节片段

引言

辐射防护对于保护人类健康、电子设施和环境至关重要。辐射防护材料可以减少暴露于电离辐射的风险,防止基因损伤和癌症等健康危害[1]。这些材料确保了辐射技术在工业、医院和研究设施中的安全使用[2]。考虑到大多数辐射防护表面的坚韧性和刚性,因此需要一种环保的表面材料。

材料与方法

本研究中使用的氯乙烯单体和Pb(NO3)2分别由印度的Alpha Chemika和Loba Chemie公司生产和供应。本研究采用溶胶-凝胶法制备了氧化铅(PbO)纳米颗粒。使用Triton X-10(30 mL)和硝酸铅(Pb(NO3)2(15.898 g)溶解在50 mL蒸馏水中,并在室温下搅拌60分钟。然后将所得溶液加热至120°C以形成凝胶前体。

LAC变化

任何材料对辐射的衰减程度可以通过LAC值来评估,该值是根据Beer-Lambert定律推导出的[31]' role="presentation">其中Ix表示穿过吸收体厚度x(cm)的辐射强度,Io表示来自伽马源材料的入射辐射强度(在没有吸收体的情况下)。μ代表LAC [31]。如图2所示,VCM-PbO复合材料的LAC(μ)随光子能量的增加而变化。

结论

本研究考察了氧化铅(PbO)对氯乙烯单体在辐射防护方面的影响。氧化铅以0%、10%、20%、30%和40%的重量比掺入氯乙烯中。使用XCOM和FLUKA模拟设置在0.015至15 MeV的光子能量范围内,对所得复合材料的伽马射线传输参数、带电粒子相互作用以及中子吸收/散射性能进行了理论分析。在研究的样品中,VCM-Pb40

作者贡献声明

Z.A. Alrowaili:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿。M.S. Al-Buriahi:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿。E.O. Echeweozo:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿

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作者声明与本手稿的发表无关任何利益冲突。本研究是独立进行的,没有任何财务、个人或专业关系影响了研究结果或解释。

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