Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
РЕНТГЕНОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ
РЕНТГЕНОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

РЕНТГЕНОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: для изготовления средств защиты обслуживающего персонала и оборудования от рентгеновского и гамма-излучения. Технический результат: расширение области использования эффекта аномального ослабления потока квантов проникающего излучения при создании рентгенопоглощающих материалов, матрицы которых преобретают рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях. У разновидности материала техническим результатом является подавление вторичного проникающего излучения, обусловленного эффектом "туннелирования" квантов проникающего излучения. Сущность изобретения: в качестве наполнителя используют полидисперсную смесь, включающую частицы одного металла или его химического соединения, или их композиции, охваченных объемом матрицы, приобретающей рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях. Общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением М=(0,51-0,99)m, где М - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси; m - масса рентгенопоглощающего наполнителя, выбранная из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя. Матрица материала может быть выполнена композиционной, включающей гомогенную основную матрицу и промежуточный носитель. Наполнитель в матрице и наполнитель в промежуточном носителе включают одинаковые или отличающиеся по химическому составу смеси. 1 з.п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172990
Класс(ы) патента: G21F1/10
Номер заявки: 99111585/06
Дата подачи заявки: 01.06.1999
Дата публикации: 27.08.2001
Заявитель(и): Печенкин Валерий Иванович (UA); Иванов Валерий Анатольевич (UA); Носов Игорь Степанович (RU); Соколов Станислав Юрьевич (LV)
Автор(ы): Печенкин Валерий Иванович (UA); Иванов Валерий Анатольевич (UA); Носов И.С. (RU); Соколов Станислав Юрьевич (LV)
Патентообладатель(и): Печенкин Валерий Иванович (UA); Иванов Валерий Анатольевич (UA); Носов Игорь Степанович (RU); Соколов Станислав Юрьевич (LV)
Описание изобретения: Изобретение относится к радиационнозащитным материалам и может быть использовано для изготовления средств защиты обслуживающего персонала и оборудования от рентгеновского и гамма-излучения.
По патенту РФ N 2121177, МПК G 21 F 1/10, приоритет 30.09.97 (прототип) (1) известен материал, у которого в качестве наполнителя используют сегрегированную путем перемешивания полидисперсную смесь, включающую частицы металла размером 10-9 - 10-3 м, охваченных объемом матрицы, выполненной из отверждающегося при атмосферном давлении по меньшей мере одного компонента или композиции на его основе, а общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением
М = (0,05 - 0,5)m,
где М - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - эквивалентная масса материала рентгенопоглощающего наполнителя, равная по защитным свойствам массе М.
Недостаток этого материала заключается в том, что матрица выполнена из отверждающегося при атмосферном давлении компонента, т.е. матрица приобретает рабочее состояние при нормальных условиях, определяемых давлением p = 101325 Па (760 мм рт.ст.) и абсолютной температурой T = 273,15 К (t = oC) [см. с. 318, Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. М., "Советская Энциклопедия", 1977., 608 с.] (2), из-за чего сужаются возможные области использования эффекта аномального ослабления интенсивности потока квантов проникающего излучения согласно открытия (Диплом N 57 Российской Академии Естественных Наук на открытие "Явление аномального изменения интенсивности потока квантов проникающего излучения моно- и многоэлементными средами", с приоритетом от 19.09.1996 г. - копия прилагается) (3).
Существует целый ряд матриц (например, резины, термопластические полимеры, эмали и т.д.), которые приобретают рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях и отверждающихся при давлениях, отличающихся от атмосферного.
Следует подчеркнуть, что приобретение матрицей рабочего состояния при повышенных давлениях, например, соответствующих давлениям вулканизации резины, вышеуказанный аномальный эффект ослабления потока квантов проникающего излучения несколько снижается из-за частичного разрушения энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей. Однако его снижение даже практически до пределов, регламентированных известным экспоненциальным законом (см. Патент N 2121177), все же находится в границах практической целесообразности использования таких материалов на практике. Наряду с этим рентгенопоглощающий материал по известному патенту обладает еще и тем недостатком, что в сегрегированном полидисперсном слое рентгенопоглощающего наполнителя, зафиксированного на промежуточном носителе (например, в виде текстильной основы), под действием пучка первичного проникающего излучения возникает высокоэнергетичное вторичное излучение. Это явление названо "туннелированием" квантов (фотонов) проникающего излучения [В.I. Ткаченко, М.I. Пилипенко, Ю.А. Крикун, В.А. Iванов.- Ефект "тунелювання" фотонiв рентгенiвського випромiнення в полiдисперсному шapi (Effect of x-ray photon "tunneling" in polydisperse layer), Украiнський радiологiчний журнал (Ukrainian Journal of Radiology). - 1998, N 1. - с. 10 - 14]. Суть его заключается в том, что под действием первичного пучка проникающего излучения в сегрегированном полидисперсном слое рентгенопоглощающего наполнителя индуцируется образование потока квантов (фотонов) вторичного излучения, который распространяется по полидисперсному слою, повторяя все его изгибы, с незначительной потерей энергии и покидает его в торцевой части, имея энергию того же порядка, что и первичное излучение. Это резко снижает надежность защитных средств и совершенно недопустимо для рентгенопоглощающих материалов, предназначенных для защиты людей, сооружений и оборудования от воздействия рентгеновского и гамма-излучений.
Техническим эффектом от использования изобретения являются
1) обеспечение самоорганизации полидисперсных частиц и частично разрушающихся энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблях, ответственных за аномальное ослабление потока квантов проникающего излучения, и за счет этого расширяется область практической реализации этого эффекта;
2) повышение надежности защитных средств, изготавливаемых из рентгенопоглощающих материалов согласно изобретению с сохранением, на достаточном для практических целей уровне, аномальных защитных характеристик, присущих сегрегированным полидисперсным металлосодержащим смесям.
Указанный эффект достигается следующим образом.
В качестве наполнителя матрицы рентгенопоглощающего материала используют полидисперсную смесь, включающую частицы по меньшей мере одного металла или его химического соединения или их композиции, охваченных объемом матрицы, выполненной из по меньшей мере одного компонента или композиции на его основе, приобретающих рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях, а общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением
М = (0,51 - 0,99)m
где M - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - масса рентгенопоглощающего наполнителя, выбранная из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя.
Матрица рентгенопоглощающего материала выполнена композиционной, включающей гомогенную основную и матрицу промежуточный носитель, а наполнитель включает две одинаковых или отличающихся по химическому составу смеси, частицы одной из которых зафиксированы в гомогенной основной матрице, а другой - в промежуточном носителе.
Приведенные выше признаки, характеризующие изобретение, существенны, т. к. каждый из них влияет на технический результат, который обеспечивает решение поставленных задач.
Принципиальным отличием рентгенопоглощающего материала по предлагаемому изобретению от материала по известному патенту является использование матрицы, приобретающей рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях и общая масса рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением М = (0,51 - 0,99)m. При этом объем матрицы может охватывать частицы наполнителя в виде чистого металла, его химического соединения или их композиции.
Качественно новый положительный эффект, заключающийся в самоорганизации полидисперсных частиц в частично разрушающихся энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблях, ответственных за аномальное ослабление потока квантов проникающего излучения обуславливает расширение области практической реализации этого эффекта. Новый положительный эффект достигается лишь с помощью всей совокупности признаков.
Включение в предлагаемый материал известных по патенту N 2121177 элементов: матрица и промежуточный носитель, в предлагаемом решении выполнены с существенным изменением их взаимосвязи с наполнителем, который в отличие от известного патента включает две одинаковых или отличающихся по химическому составу смеси, частицы одной из которых зафиксированны в матрице, а другой - в промежуточном носителе. В результате достигается качественно новый эффект - предотвращение возникновения опасного для человека (и других защищаемых объектов) вторичного излучения, обусловленного эффектом "туннелирования" квантов проникающего излучения. Из изложенного выше очевидно, что отличительные признаки предлагаемого материала обладают существенными отличиями от признаков материала по известному патенту.
Воздействие давления (отличающегося от атмосферного) и температуры (отличающейся от 0oC) на размещенные в сегрегированной полидисперсной смеси из частиц металла (или его химического соединения или их композиции) размером 10-9-10-3 м обуславливает разрушение части энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей, образовавшихся при перемешивании полидисперсной смеси. Это в свою очередь приводит и к определенному снижению аномального эффекта ослабления потока квантов. Однако это снижение вплоть до пределов, регламентированных известным экспоненциальным законом, находится в границах целесообразности использования таких материалов на практике. Выполнение условия, при котором общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из части рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением
М = (0,51 - 0,99)m
где М - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - масса рентгенопоглощающего наполнителя, выбранная из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя, позволяет при использовании предлагаемого рентгенопоглощающего материала в зависимости от конкретных технических условий и при сохранении степени ослабления рентгеновского и гамма-излучения снизить массу известных рентгенопоглощающих наполнителей в защитных материалах от 1,01 до 1,96 раза.
Кроме того, в матрице рентгеноноглощающего материала использован промежуточный носитель на текстильной основе. Промежуточный носитель фиксирует в себе металлосодержащий рентгенопоглощающий наполнитель в количестве обычно не превышающем 100 - 120% от массы промежуточного носителя. При этом последний, выполняя функцию носителя сегрегированного слоя из полидисперсных частиц, организованных во взаимосвязанные энергетические ансамбли с аномально высокими рентгенопоглощающими свойствами, одновременно обеспечивает интегральную плотность (т. е. вместе с зафиксированным рентгенопоглощающим наполнителем) существенно более низкую, чем плотность отдельно взятого металлосодержащего рентгенопоглощающего наполнителя. В результате приближения указанной интегральной плотности по величине к плотности гомогенной основной матрицы обеспечивается более равномерное распределение металлосодержащего рентгенопоглощающего наполнителя по объему матрицы. Кроме того, волокна промежуточного носителя, распределенные в объеме матрицы, играют роль арматуры. Все это в комплексе повышает прочность и рентгенопоглощающие свойства материала, снижает расход рентгеноноглощающего наполнителя.
Однако в слое сегрегированной металлосодержащей полидисперсной смеси под действием первичного пучка проникающего излучения индуцируются кванты вторичного проникающего излучения, что обусловлено эффектом "туннелирования" квантов. Вполне понятно, что такой слой может сформироваться в материале согласно изобретению только на волокнистом промежуточном носителе (особенно на тканях: при деформации их волокон, имевших до деформации круглое сечение, например, при наложении давления в пресс-форме при вулканизации; при увеличении толщины слоя с перекрытием межнитяных зазоров; при использовании волокон некруглого сечения и т.п.). Цилиндрическая же поверхность волокон создает условия для формирования на них замкнутых полидисперсных слоев, которые могут играть роль "фотонных ловушек". Индуцированные в замкнутом в кольцо полидисперсном слое кванты (фотоны) вторичного излучения двигаются по замкнутой кольцеобразной траектории, постепенно рассеивая свою энергию и в определенной мере препятствуя движению квантов к торцам цилиндрического волокна. Однако даже в случае, если у волокон идеальная цилиндрическая поверхность и сплошной полидисперсный слой, нет полной гарантии в том, что какая-то часть квантов вторичного излучения не пройдет по цилиндрической поверхности полидисперсного слоя в направлениях к торцам волокон и не выйдет за их пределы. Ясно, что ни о какой гарантии не может быть и речи в случае нарушения круглого поперечного сечения волокон промежуточного носителя.
Кардинальное предотвращение возникновения вторичного проникающего излучения, обусловленного эффектом "туннелирования" его квантов, достигается "фотонными ловушками" несколько иного рода. Из-за отсутствия достаточных теоретических и экспериментальных исследований в этой области механизм образования указанных "фотонных ловушек" может быть объяснен лишь на феноменологическом уровне на основе концепции сил взаимного заряжения полидисперсных частиц обоих смесей.
В композиционной матрице рентгенопоглощающий наполнитель образует две принципиально различные автономные системы энергетических ансамблей из частиц сегрегированных рентгенопоглощающих смесей: одна из этих систем образована в гомогенной основной матрице, а другая - в промежуточном носителе. Каждая из указанных систем, характеризуясь своими локальными электростатическими полями, проявляет способность аномально сильно ослаблять поток квантов проникающего излучения. Однако принципиальное отличие указанных систем состоит в том, что в полидисперсном слое, зафиксированном на промежуточном носителе, происходит индуцирование квантов опасного вторичного проникающего излучения, что связано, по-видимому, с плоскостной ориентацией энергетических ансамблей. В то же время частицы полидисперсной смеси, организованные в энергетически взаимосвязанные рентгенопоглощающие ансамбли, распределенные в объеме гомогенной основной матрицы, вследствие объемной ориентации являются своеобразными фотонными ловушками и препятствуют индуцированию вторичного излучения.
В материале согласно изобретению для подавления индуцируемого вторичного излучения вышеуказанные две автономные системы трансформируют в одну общую путем охвата гомогенной основной матрицей матрицы в виде промежуточного носителя. При этом происходит взаимное сближение и проникновение предварительно сформированных на промежуточном носителе и в основной матрице локальных электростатических полей системы взаимосвязанных ансамблей полидисперсных частиц. Из-за различия в размерах частиц и их химического состава оказываются различными и фермиевские энергии частиц. Чтобы энергия новой системы ансамблей частиц была минимальной, электроны из частиц с большими значениями энергий Ферми должны перейти в частицы с меньшими значениями энергии Ферми. При этом частицы с большими значениями энергии Ферми заряжаются положительно, а частицы с меньшими значениями энергии Ферми - отрицательно. Поскольку частицы получают разноименные заряды, то между ними возникают силы взаимного притяжения и такая система является устойчивой и стабильной.
Вследствие действия сил взаимного заряжения заряды частиц в ансамблях не являются аддитивными - они носят существенно кооперативный характер. Если убрать несколько частиц в ансамбле, не меняя положения остальных, то заряды оставшихся частиц изменятся, а следовательно, изменятся и силы их взаимодействия. Перераспределение зарядов обуславливает возникновение сильных локальных электростатических полей в ансамблях частиц. А поскольку плоскостная ориентация ансамблей на промежуточном носителе, которая стимулирует возникновение эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения, трансформировалась в объемную, условия для индуцирования квантов вторичного излучения пропадают, в результате чего эффект "туннелирования" квантов оказывается подавленным.
В результате предлагаемый рентгенопоглощающий материал, сохраняя в определенных пределах аномально высокие рентгенопоглощающие свойства, в отличие от прототипа, полностью предотвращает возникновение эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения.
Использование предлагаемого технического решения позволяет существенно расширить область использования эффекта аномального ослабления потока квантов проникающего излучения, что в свою очередь позволяет включить и практическую реализацию целую гамму новых эффективных защитных рентгенопоглощающих материалов, матрицы которых приобретают рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях. Кроме того, использование этого решения позволяет успешно подавлять вторичное проникающее излучение, обусловленное эффектом "туннелировання" квантов проникающего излучения.
Изобретение иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1. В матрицу в виде сырой резины на основе натурального каучука с соответствующими вулканизирующими, стабилизирующими и мягчительными добавками был введен рентгенопоглощающий наполнитель в виде сегрегированной полидисперсной смеси из частиц размером 10-9 - 10-3 м сложных окислов редкоземельных элементов (РЗЭ) (в следующем составе: окись церия - 70%; окись лантана - 20%; окись неодима - 5%; окись презеодима - 1%; другие сложные окислы РЗЭ - 3%; механические примеси - 1%) в количестве трех массовых долей РЗЭ на одну массовую долю каучука, т.е. заготовка образца включала 25% по массе каучука и 75% по массе РЗЭ. В процессе каландрования из сырой резины с введенным наполнителем была сформирована листовая заготовка, по толщине превышающая высоту пресс-формы в 1,5 раза. При этом объем заготовки экспериментально был подобран таким образом, что в процессе формирования толщины образца указанный объем заготовки заполнял объем пресс-формы с минусовым допуском (т. е. имело место превышение объема пресс-формы над объемом заготовки). В результате частичное разрушение энергетически взаимосвязанных рентгеноноглощающих ансамблей происходило только в процессе заполнения под давлением сырой резиной объема пресс-формы. Поскольку после заполнения пресс-формы дальнейший ход штока вулканизирующего пресса ограничивался пресс-формой, то процесс формирования образца по толщине прекращался и давление в пресс-форме не увеличивалось. Вулканизацию образца осуществляли при температуре 150oC в течение 25 мин.
В результате был получен образец рентгенопоглощающего материала (резины) размером 10 х 10 см со следующими характеристиками: толщина образца резины δ = 0,2 см; плотность - ρ = 2,8 г/см3; масса образца резины, отнесенная к площади 1 см2, составляет 0,559 г, то есть общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя, приведенная к 1 см2 образца, составляет М = 0,419 г.
Последующий рентгенографический контроль (энергия квантов 60 кэВ) показал, что рентгенозащитные свойства полученного образца резины толщиной 0,2 см эквиваленты защитным свойствам свинца толщиной 0,045 см.
Для получения указанного свинцового эквивалента в соответствии с классическими представлениями (экспоненциальная зависимость) необходимо в пересчете на 1 см2 резиновой матрицы ввести сложные окислы РЗЭ, то есть рентгенопоглощающий наполнитель с массой m = 0,638 г, выбранной из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя.
Отсюда очевидно, что соотношение М/m = 0,419/0,638 = 0,66 входит в заявляемый в формуле изобретения диапазон (0,51 - 0,99), что позволяет включить в практическую реализацию материал с эффектом аномального ослабления потока проникающего излучения, матрица которого приобретает рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях.
Пример 2. В матрицу в виде сырой резины на основе синтетического каучука СКМ - 3 с соответствующими вулканизирующими, стабилизирующими и мягчительными добавками был введен рентгенопоглощающий наполнитель в виде сегрегированной полидисперсной смеси из частиц размером 10-9 - 10-3 м окислов редкоземельных элементов (РЗЭ) (в следующем составе: окись церия - 70%; окись лантана - 20%; окись неодима - 5%; окись презеодима - 1%; другие сложные окислы РЗЭ - 3%; механические примеси - 1%) в количестве трех массовых долей РЗЭ на одну массовую долю каучука, т.е. заготовка образца включала 25% по массе каучука и 75% по массе РЗЭ. В процессе каландрования из сырой резины с введенным наполнителем была сформирована листовая заготовка по толщине, превышающая высоту пресс-формы в 1,5 раза. При этом объем заготовки экспериментально был подобран таким образом, что в процессе формирования толщины образца указанный объем заготовки заполнял объем пресс-формы с плюсовым допуском (т.е. имело место превышение объема заготовки на 1,5 - 2,0% над объемом пресс-формы). В результате частичное разрушение энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей происходило не только в процессе заполнения под давлением сырой резиной объема пресс-формы, но и в процессе повышения давления при взаимодействии массы сырой резины с боковыми стенками пресс-формы. Вполне понятно, что в данном случае по сравнению с примером 1 имело место действие более высокого давления, что в большей мере разрушило энергетически взаимосвязанные рентгенопоглощающие ансамбли. Вулканизацию образца осуществляли при температуре 150oC в течение 25 мин.
В результате был получен образец рентгенопоглощающего материала (резины) размером 10 х 10 см со следующими характеристиками: толщина образца резины δ = 0,2 см; плотность - ρ = 2,66 г/см3; масса образца резины, отнесенная к площади 1 см2, составляет 0,54 г (из них: каучук - 0,135 г, т.е. - 25%; РЗЭ - 0,405 г, т.е. - 75%). При этом, масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя, приведенная к 1 см2 образца, составляет М = 0,405 г.
Последующий рентгенографический контроль (энергия квантов 60 кэВ) показал, что рентгенозащитные свойства полученного образца резины толщиной 0,2 см эквивалентны защитным свойствам свинца толщиной 0,04 см.
Для получения указанного свинцового эквивалента в соответствии с классическими представлениями (экспоненциальная зависимость) необходимо в пересчете на 1 см2 резиновой матрицы ввести смесь сложных окислов РЗЭ с массой m = 0,565 г.
Отсюда очевидно, что соотношение М/m = 0,405/0,565 = 0,71 входит в заявляемый в формуле изобретения диапазон (0,51 - 0,99), что позволяет включить в практическую реализацию материал с эффектом аномального ослабления потока проникающего излучения, матрица которого приобретает рабочее состояние в отличающихся от нормальных условиях.
Сравнение отношений M/m, полученных в вышеприведенных примерах, а именно в примере 1 M/m = 0,66, а в примере 2 M/m = 0,71 свидетельствует о том, 410 действие более высокого давления на матрицу, в которой сформированы энергетически взаимосвязанные рентгенопоглощающие ансамбли, обуславливает более значительное их разрушение, вследствие чего проявление аномальных защитных свойств образца в примере 2 менее выражено, т.е. по своим защитным свойствам этот образец в большей мере приближается к классическим защитным материалам.
Пример 3. На промежуточном носителе в виде текстильного материала (хлопчатобумажная трикотажная ткань) толщиной 0,05 см был зафиксирован слой сегрегированных полидисперсных частиц вольфрама размером 10-9-10-3 м. Сегрегацию и фиксацию частиц вольфрама на текстильном промежуточном носителе осуществляли по методике, приведенной в примере 2 известного патента. Из полученного текстильного промежуточного носителя были вырезаны три заготовки размером 13 х 13 см. Гомогенная основная матрица в виде сырой резины на основе натурального каучука с внесенным в нее рентгенопоглощающим наполнителем в виде РЗЭ была подготовлена, как в примере 1, согласно изобретению. Из подготовленной сырой резины на вальцах были прокатаны листы толщиной 0,1 см, из которых были вырезаны четыре заготовки размером 13 х 13 см. Текстильные заготовки были уложены вперемежку с листами сырой резины, содержащей рентгенопоглощающий наполнитель в виде РЗЭ, поверхность которых предварительно (перед укладкой) была смочена растворителем для повышения адгезии промежуточного носителя к гомогенной основной матрице. Полученная многослойная заготовка была подвергнута вулканизации в пресс-форме, при этом объем многослойной заготовки экспериментально был подобран таким образом, что в процессе формирования толщины образца в целом указанный объем заготовки заполнял объем пресс-формы с минусовым допуском (т.е. имело место превышение объема пресс-формы над объемом заготовки).
В процессе охвата промежуточного носителя гомогенной основной матрицей, с одной стороны, в последней из-за действия давления, обусловленного перераспределением объема матрицы, произошло частичное разрушение энергетически взаимосвязанных рентгенопоглощающих ансамблей, с другой стороны, плоскостная ориентация ансамблей на промежуточном носителе, которая стимулирует возникновение эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения, трансформировалась в объемную, вследствие чего эффект "туннелирования" оказался подавленным. Вулканизацию заготовки осуществляли при температуре 150oC в течение 25 мин.
В результате был получен образец рентгенопоглощающего материала (армированной (резины) со следующими характеристиками: толщина образца δ = 0,29 см; интегральная плотность - ρ = 2,37 г/см3; масса образца резины площадью 1 см2 составляет 0,67 г (из них: каучук - 0,138 г, т.е. - 20,5%; РЗЭ - 0,412 г, т.е. - 61,5%; ткань - 0,06 г, т.е. - 9%; вольфрам - 0,06 г, т.е. - 9%). Поскольку в составе РЗЭ содержится вольфрам, то общая масса рентгенпоглощающего наполнителя в образце составляет М = 0,412 + 0,06 = 0,472 г.
Последующий рентгенографический контроль (энергия квантов 60 кэВ) показал, что рентгенозащитные свойства полученного образца толщиной 0,29 см эквивалентны защитным свойствам свинца толщиной 0,05 см.
Дня получения указанного свинцового эквивалента в соответствии с классическими представлениями (экспоненциальная зависимость) необходимо в основную гомогенную резиновую матрицу и охватываемый ею промежуточный носитель ввести смесь сложных окислов РЗЭ и вольфрама с массой m = 0,686 г.
Отсюда очевидно, что соотношение М/m = 0,472/0,686 = 0,69 входит в заявляемый в формуле изобретения диапазон (0,51 - 0,99).
Для оценки эффективности подавления эффекта "туннелирования" квантов проникающего излучения были проведены рентгенографические испытания образца по методике, приведенной в работе [3], которые показали полное отсутствие индуцирования в полидисперсном слое, зафиксированном на поверхности промежуточного носителя, квантов вторичного проникающего излучения в торцах листового многослойного образца.
Приведенные выше примеры конкретного исполнения рентгенопоглощающего материала согласно изобретению свидетельствует о промышленной применимости материала в указанной области техники.
Литература
1. RU N 2121177 G 21 F 1/10, 30.09.97.
2. Политехнический словарь., гл. ред. И.И. Артоболевский. М., "Советская Энциклопедия", 1977. - 608 с.
3. Ткаченко B. I. , Пилипенко M. I. , Крикун Ю.А., Iванов В.А. Ефект "тунелювання" фотонiв рентгенiвського випромiнення в полiдисперсному шapi (Effect of x-ray photon "tunneling" in polydisperse layer). - Украiнський Радiологiчний Журнал. - 1998, N 1. - c. 10 - 14 (Ukrainian Journal of Radiology)$
Формула изобретения: 1. Рентгенопоглощающий материал, содержащий матрицу, охватывающую рентгенопоглощающий наполнитель, выполненный в виде сегрегированной полидисперсной смеси, включающей частицы по меньшей мере одного металла или его химического соединения, или их композиции, отличающийся тем, что матрица выполнена из, по меньшей мере, одного компонента или композиции на его основе, приобретающих рабочее состояние при условиях, отличающихся от нормальных, а общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя регламентирована соотношением
M = (0,51 - 0,99)m,
где M - общая масса сегрегированной полидисперсной смеси из частиц рентгенопоглощающего наполнителя;
m - масса рентгенопоглощающего наполнителя, выбранная из условия требуемых рентгенозащитных свойств для чистого рентгенопоглощающего наполнителя.
2. Рентгенопоглощающий материал по п.1, отличающийся тем, что матрица дополнительно содержит промежуточный носитель, содержащий рентгенопоглощающий наполнитель, причем рентгенопоглощающий наполнитель в матрице и рентгенопоглощающий наполнитель в промежуточном носителе включают одинаковые или отличающиеся по химическому составу смеси.