北科院射线中心科研团队在核设施用高

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对于核设施，确保辐射安全始终是第一位，也是国家总体安全观的体现。辐射屏蔽作为确保辐射安全的重要手段，其对减少放射性物质对人员和环境的辐射影响尤其重要。在所有的核设施中，为了方便物项的安装，均要在屏蔽体上预留一定尺寸的孔洞，待物项安装完毕后要对物项与孔洞之间缝隙进行封堵。封堵材料对空开口、贯穿口、建筑缝隙等进行密封和填塞，使其与相应的构件协同工作，以起到屏蔽射线、阻止热量、火焰和烟气蔓延扩散的作用，满足气密、水密、防火以及生物屏蔽的要求，预防火灾或辐射对核设施区域内的人员造成伤害，预防放射性物质外泄而造成环境污染。图1核电封堵材料应用实例在核设施工程应用中，一方面由于要求屏蔽的原因，需要封堵材料必须具有高密度；另一方面由于物项的热胀冷缩导致物项会发生较大位移，要求封堵材料具有较大的位移变形能力、粘接性、柔性及回弹性。目前，国外的封堵材料产品存在建设成本较高和供货风险等问题，国内关于核设施封堵材料研究还不够系统和完善，现有产品存在管道大位移导致封堵材料密封性能下降或失效的风险，且针对不同使用场景需求产品系列化程度不足等问题，亟需突破国外技术壁垒，形成自主知识产权，提升核设施用特种封堵材料的国产化水平。图2核电封堵材料耐火极限实验图北科院射线中心科研团队依托国防科工局十三·五核能开发专项“核设施用高性能特种橡胶材料及先进屏蔽材料的研制”，与项目牵头单位中国核电工程有限公司开展联合攻关，自主研发出核设施用高性能生物屏蔽橡胶封堵系列材料。图3封堵材料产烟毒性实验第三方检测报告，其产烟毒性达到国家标准安全1级（AQ1）该科研团队经过不断地尝试与探索研制出中密度、高密度和超高密度的系列高性能屏蔽型封堵材料，满足其应用于普通混凝土、重混凝土墙体孔洞封堵时的不同需求。通过辐射技术对高分子材料及纳米无机材料进行改性，显著改善材料性能，所研制的封堵材料所有性能均满足或超过技术指标要求，比市售核级防火封堵材料更加柔软，能够接受大尺寸变形，在密度较高的前提下保持较低的硬度，而且具有很好的力学性能，耐火极限、耐火完整性和耐火隔热性均超过3小时，超过核电封堵材料的技术规格书防火性能指标50%以上。同时，该封堵材料还兼具阻燃和高安全的特性，材料氧指数在40以上，产烟毒性达到安全1级（AQ1）。图4封堵材料防火极限实验第三方检测报告，其耐火极限、耐火完整性和耐火隔热性均超过3小时目前，该研发团队已获授权发明专利1项、实用新型专利2项，在中文核心期刊和SCI期刊上发表论文4篇。下一阶段，该团队将继续跟踪屏蔽材料前沿技术，对接核设施的不同应用场景需求，加快推进高性能生物屏蔽橡胶封堵材料的应用，为核领域屏蔽材料的国产化应用作出贡献。（矫阳程安仁文/图）

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