發(fā)布時間：2018-01-07 16:21

  本文關鍵詞：含釓磷酸鹽玻璃輻射屏蔽材料的結構研究　出處：《西南科技大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：為研制含釓磷酸鹽玻璃輻射屏蔽材料,本文采用熔融-淬火法制備了xGd_2O_3 (40-x)BaO 60P_2O_5和xGd_2O_3 (50-x)BaO 50P_2O_5體系玻璃,運用WinXCOM和Auto-Zeff軟件模擬計算了玻璃的輻射屏蔽性能,利用XRD、Uv-vis-nir、FTIR、Raman光譜和DSC等技術研究了玻璃體系的結構及其經(jīng)60Co伽馬射線輻照后的變化,探討了成分及伽馬輻照對玻璃結構影響的規(guī)律,結果表明:1.xGd_2O_3 (40-x)BaO 60P_2O_5體系的玻璃形成范圍為0≤x≤14mol%,xGd_2O_3 (50-x)BaO 50P_2O_5體系的玻璃形成范圍為0≤x≤7mol%。2.模擬計算玻璃樣品的質量衰減系數(shù)(μm)、有效原子序數(shù)(Zeff)、半值層(HVL)和平均自由程(MFP)等理論值,表明隨著Gd_2O_3含量增加,玻璃體系的屏蔽性能均提高,xGd_2O_3 (50-x)BaO 50P_2O_5玻璃體系的屏蔽性能均高于混凝土,而xGd_2O_3 (40-x)BaO 60P_2O_5玻璃體系的屏蔽性能高于鈦鐵礦以外的混凝土,實驗條件下,當x≥12mol%時,即Gd12和Gd14樣品的屏蔽性能比鈦鐵礦的高。3.玻璃體系對可見光透過率超過80%,微觀結構主要為偏磷酸鹽結構(Q2),含少量的焦磷酸鹽(Q1)和正磷酸鹽結構(Q0);隨著Gd_2O_3含量增加,玻璃化轉變溫度(Tg)均增加,抗析晶能力增強,熱穩(wěn)定性增強。4.玻璃樣品經(jīng)2Mrad和8Mrad的伽馬射線輻照后,內部產生色心,變?yōu)榧t棕色,對可見光透過率降低,降低程度與伽馬射線劑量成正變關系。相同輻照條件下,玻璃樣品對可見光的透過率隨Gd_2O_3含量增加而提高,表明Gd_2O_3能夠增強鋇磷酸鹽玻璃的抗輻照特性。輻照使玻璃禁帶寬度(Eg)降低,且輻照劑量越高,Eg越小,說明輻照使得玻璃結構中非橋氧增加。輻照后玻璃振動光譜特征峰位置不變,但振動峰強度降低,說明輻照引起玻璃微觀結構化學鍵長和鍵角發(fā)生一定變化,但未形成新的微觀結構單元。伽馬射線輻照引起玻璃微觀結構混亂度增加,Tg提高。
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本文編號：1393338