3-64 X射线复合屏蔽材料

周 擎 田翠英

　　硬X射线的穿透本领比软X射线强得多，X射线的防护通常是采用铅进行屏蔽，而采用特殊的复合屏蔽材料屏蔽效果好且重量较铅轻。

　　光子与物质的相互作用主要表现为光电效应、康普顿效应和电子对效应。由于X射线的能量较低，主要涉及光电效应，因而设计屏蔽材料也主要考虑光电吸收截面。当入射光子的能量足以使吸收物质的原子核上的一个K电子脱离原子，引起共振吸收，在此能量下的吸收系数有一个突然的增加，这个能量叫K吸收限。入射光子在K吸收限处吸收得多，利用这一特性将多种元素按一定比例适当地组合在一起，所形成的复合屏蔽材料对一定能量范围的光子的屏蔽效果，明显优于构成该复合屏蔽材料的任一单质材料。

表1 相同面密度下与铅比较屏蔽效果

表2 相对屏蔽效果下比较屏蔽质量

表3 相同厚度下比较屏蔽效果与重量

　　然既铅对X射线的屏蔽效果好，那么为了确定复合屏蔽材料对X射线的屏蔽效果，以源温为15keV为源条件，对比复合屏蔽材料与铅对X射线屏蔽效果的优劣。

　　理论设计需通过实验验证。但高能X射线能谱很难在实验室进行模拟。为解决这一问题，又以实验室所能提供的光源为源条件（能量峰值为59.6keV的低能g源），重新设计样品的配方（只选取两种元素），试制了样品，进行了辐照实验。结果见图1。理论与实验结果表明：在相同源条件作用下复合材料与铅的比较，对高能X射线不仅有屏蔽效果好，而且还能获得一定的重量效益，具有明显的优越性。