Page 112 - 2021年度核能行业协会科学技术奖励公报
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2021
热中子屏蔽和耐 γ 辐照含钆特种有机玻璃
研制及工程应用 [2021HNJ52]
在我国核工业领域内，有机玻璃常常作为 耐辐照性能的提升。该项目还突破了含钆特种
热室、手套箱等箱室设备的窥视窗材料使用。 有机玻璃制备成型过程中热效应和应力等工程
但常用的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）存在热 化控制技术，建立了首条含钆特种有机玻璃中
中子屏蔽能力弱和容易辐照变黄等致命缺陷。 试生产线。基于含钆特种有机玻璃优异的光学
针对以上缺陷，该项目研发了兼具防中子辐射 透明性（透光率≥ 85%）、热中子屏蔽性能（热
和耐 γ 辐照的含钆特种有机玻璃产品。由于稀 中子屏蔽率≥ 95%）和耐 γ 辐照性能（10kGyγ
土钆元素具有最大的热中子俘获截面，含钆有 射线辐照后，材料黄色指数≤ 20%），本产品
机玻璃可以弥补普通有机玻璃热中子屏蔽能力 有望取代普通有机玻璃作为窥视窗透明材料在
弱的缺陷。通过蒙特卡罗模拟计算，获得了含 核工业领域内得到工程化应用。使用该产品作
钆特种有机玻璃达到最佳屏蔽效果时的元素组 为窥视窗材料时，可以减少窥视窗材料整体厚
成。为了将稀土钆元素引入到高分子基体内， 度，提升视觉观察性能。与此同时，该产品优
并保持材料的光学透明性，该项目设计并合成 异的耐辐照性能可以大幅度减少产品的更换频
了具有聚合活性的甲基丙烯酸钆功能单体，通 率，延长使用寿命，降低放射性废物的产生和
过自由基共聚技术将稀土钆元素键合到高分子 处理压力，具有显著的经济和社会效益。该项
链上，实现了钆元素的分子级分散，提高了含 目的研究成果填补了国内防中子辐射透明材料
钆特种有机玻璃的透明性。为了提高材料的耐 的技术空白，对推进新型辐射防护材料的技术
三 γ 辐照性能，基于激发态猝灭原理和自由基捕 研发以及在核工业领域的应用具有非常重要的
等
奖 捉技术，优选出与高分子基体相容性好的芳香 意义。
族耐辐照改性剂，实现了含钆特种有机玻璃的
含钆特种有机玻璃
完成单位：中国核电工程有限公司
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