【摘要】：重金屬渣泥是指工廠(鋼鐵廠、電鍍廠等)排放的含有Zn、Ba、Ni、Cr、Cu等重金屬元素的污泥,這些污泥將對人類的健康造成極大的影響。由于重金屬元素對常見的射線具有較好的屏蔽能力,將其加入到混凝土中制備防輻射用的混凝土,不僅可以解決環(huán)境污染問題,而且可以為需要射線屏蔽的區(qū)域提供屏蔽材料。根據(jù)射線與物質(zhì)的相互作用原理,混凝土材料組分對射線的屏蔽能力起到?jīng)Q定性作用,因此,研究不同重金屬渣泥及其與混凝土的配比組分,篩選對射線具有最佳屏蔽效果的工業(yè)渣泥集料,是制作具有較好防輻射性能混凝土材料的關(guān)鍵。本文以國家自然科學基金項目關(guān)于重金屬工業(yè)渣泥制備防輻射混凝土項目為依托,利用課題搭建的實驗平臺和計算機模擬手段對不同配比的集料樣片進行防輻射性能研究,探究屏蔽效果最好的集料樣片及其制備工藝,為集料材料的最終選定提供科學決策依據(jù),同時也為不同集料的防輻射性能評價提供測試平臺與技術(shù)。某種集料的防輻射性能好壞,主要由對其樣品片測定的吸收系數(shù)大小來判定。本文采用單能窄束法測定集料的吸收系數(shù),準直孔徑3~5mm。由于集料樣片自身的不均勻性,為了保證測量值更接近真實值,我們設(shè)計制作了一臺具有旋轉(zhuǎn)集料樣品功能的機械載物臺,實現(xiàn)了對功能集料樣品不同位置的精確定位,與室內(nèi)多道γ能譜測量儀器一起構(gòu)建起功能集料防輻射性能測試系統(tǒng)。這套測試系統(tǒng),可以通過對樣片做刻度標記,實現(xiàn)在不同時間下對同一樣品同一位置的重復(fù)測量。在上述技術(shù)平臺的支持下,采用137Cs放射性源對武漢理工大學提供的2~25號集料樣品的吸收系數(shù)進行了基本測量和重復(fù)性測量。測量結(jié)果表明,四種組分中7號、13號、17號、23號較同組其他集料樣片的吸收系數(shù)大、屏蔽效果好。結(jié)果也同時表明:重復(fù)性測量與第一次基本測量曲線趨勢一致,兩次測量結(jié)果間的相對誤差在5%左右,重復(fù)性測量效果較好。為了評價上述實驗研究結(jié)果,同時也考察在不同放射源作用下,同組集料樣品的防輻射性能,本文利用蒙特卡羅方法(MCNP5軟件)開展了模擬實驗。模擬的模型盡量與實驗條件一致,模擬的放射性源為137Cs、60Co,能量分別為0.661Me V,1.17Me V和1.33Me V。雖然模擬的吸收系數(shù)結(jié)果與實際測量值有一定的差距,最大誤差為32.8%,最小誤差為1.99%,但是曲線整體趨勢與實體實驗曲線趨勢保持一致,證實了本文實驗數(shù)據(jù)的準確性與可靠性。分析出現(xiàn)這種差異的原因,可能來自在MC材料卡中模型設(shè)置為均勻的且表面是光滑的,而實際上我們的樣品是非均勻的、且表面不光滑,導致模擬計算與實測結(jié)果間存在一定的誤差。實驗證實,本文搭建的實驗測試平臺與技術(shù),能夠準確有效地得到集料的吸收系數(shù),可以為小型混凝土集料樣片防輻射性能測試提供有效、可靠的技術(shù)。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703;TU528

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 丁慶軍;黃修林;孫華;許可;楊X;;基于高鋇污泥的防輻射功能集料制備及其性能[J];核動力工程;2011年02期

2 伍崇明;丁德馨;叢成河;張輝赤;諶甫;王國忠;;密度5.7t/m~3屏蔽γ射線混凝土試驗研究[J];混凝土;2007年07期

3 丁慶軍;王承;黃修林;;污泥頁巖陶粒的焙燒膨脹機理探討[J];新型建筑材料;2014年11期

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本文編號：2542459