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来源：米乐直播安装下载 发布时间：2024-07-24 05:37:04
去做过CT或者做过介入性手术的人都知道，医院会有铅衣可以给患者和医生穿戴，铅能有效阻挡辐射，医院的X光室也是用铅板来隔离X射线的。
在X射线被发现之初，伦琴就注意到了X射线厘米厚的铝板，但却穿不透1.5毫米厚的铅板。这是因为原子序数越高、密度越大的物质抵挡辐射的能力越强，铅的原子序数高，光电效应和康普顿散射的概率大，因此能抵挡X射线的辐射。
但铅衣的缺点也有很多，首先是非常非常重，孕妇不适合做CT，一是因为避免对胎儿的辐射，二也是因铅衣过重担心会身体造成太大负重。长时间穿铅衣做介入性手术的医生，也会因为身体的高负荷，常常导致患有腰椎方面的疾病。
另外随着穿戴时间比较久，铅衣被磨损也会减弱防护效果，一般铅衣的常规使用的寿命只有5-8年的时间。
其实重金属比重大于4的元素都有一定的防辐射作用，包括金、银、铜、铁、铅，比如核电站的反应堆外层就用非常厚的混凝土材料屏蔽辐射的，但这些材料防护效率低，不适合制造防护衣。金、银等贵金属密度比铅还大，但价格太贵，从经济实用的角度来看，铅的价格相对便宜，性质稳定，因此成为了防护衣的制造材料。
近年来也有研究表明，铅并不一定是唯一可当作核辐射防护的材料，而且铅的生物学毒性对环境不友好，应用场景范围也受到了限制，随技术的进步，科研人员正在努力将辐射防护材料向无铅的方向发展。
上世纪 80年代初 , 苏联纺织材料研究所就致力于防护纤维和防护服的研究开发,也在核电站防护服 、X射线防护服 、屏蔽电磁波防护服等方面取得了重大突破。
他们以粘胶纤维织物为对象 ,研制出了一种X射线防护织物，大致做法是用硫化钠溶液处理连枝共聚材料，再用醋酸铅溶液浸泡等，这样做的优点是铅消耗量低、耐洗涤 ,使用 1~2两层织物即可明显减弱 X射线辐射 ,可用于制做轻便防护服。但缺点是工艺太复杂 ,制取难度大，最后在苏联解体后，由俄罗斯科学院核研究所接手，在这个技术的基础上，专门设计了适用于核电站消防人员 、修东西的人和操作值班人员穿着的防辐射服。
有了前者的研究，后来日本和奥地利的研究者也分别将硫酸钡添加到粘胶纤维中，制成的防辐射纤维可用于制作长期接触 X 光的工作人员的服装，效果也不错。
东京一家研究所与橡胶厂商合作 ,共同开发出了在氯丁橡胶里混入约 10%的金属粉而形成的无铅高密度橡胶辐射屏蔽材料，通过加入钨、铋、氧化铋等三种添加料而获得高密度橡胶,最后制成的屏蔽材料不含铅、重量轻，而且屏蔽辐射的还优于铅材料。可以加工成装放射性药品的小瓶 、注射筒的屏蔽材料，检测时使用的屏蔽垫及手持X射线装置的屏蔽材料等。
或许是有切尔诺贝利的阴影在前，俄罗斯科研人员一直对辐射防护材料的研究非常执着。
就在上个月，俄罗斯乌拉尔联邦大学科研人员还在硼酸盐玻璃中添加特殊添加剂氧化镉，可明显地增加玻璃密度，防护辐射效果是现有类似产品的3倍，而且不影响其透明度，这项辐射防护的最新成果也发表在《材料研究与技术》上。
硼酸盐玻璃常用于做电离辐射闪烁探测器和辐射防护，它一般是含铅玻璃的环保替代品。但它的缺点是密度低，防辐射性能也较低，此次科研人员将氧化镉添加到玻璃中，发现玻璃密度明显地增加。而随着玻璃镉浓度的增加，减弱伽马射线或X射线辐射的性能会增加，这样抵挡中低能量辐射拥有非常良好的效果。
现在，科研人员正在测试另外三种添加剂（钡、锌、氧化钨等）对玻璃性能的影响，期望找到拥有非常良好阻隔性能、高透明度和成本较低的最佳材料组合，这项研究如果成功投产的话，未来X光室的隔离板就可以用玻璃制成了。
最近，我国在相关领域也有重大突破，今年初，相关研究成果就发表在了核科学技术期刊《核材料与能源》上，并申请了发明专利。
这项专利来自于中国科学院合肥研究院的科研团队，他们设计了一种高性能无铅的表面改性氧化钆/碳化硼/高密度聚乙烯复合屏蔽材料，经过测试证明，它的防护性能甚至优于我国大科学装置——全超导托卡马克科学实验装置中原有的掺硼聚乙烯准直屏蔽体。
稀土元素钆在自然界中通常以无毒的氧化钆形式存在，不但耐高温，还拥有非常良好的伽马射线屏蔽性能，根据其材料特性，研究人员设计了一种高性能无铅的表面改性氧化钆/碳化硼/高密度聚乙烯复合屏蔽方案。
大致的程序是先对氧化钆进行表面改性处理，提高了其在基体内部的界面相容性和弥散性，使辐射粒子更充分地与材料内部的功能组元相互作用从而迅速衰减，然后研究人员通过其设计的复合材料，钆—氢—硼体系对中子进行慢化和吸收，利用轻、重核与中子的相互作用特性及钆和硼的高热中子吸收截面特性，使高能入射中子与钆产生非弹性碰撞，与氢、碳、氧发生弹性碰撞直至成为热中子，最后被钆和硼吸收，其中钆元素作为重核元素还兼具吸收伽马射线的功能。
最后，科研人员将他们研制的新型无铅核辐射防护材料来了样品屏蔽实测，测试的根据结果得出：在锎-252中子源辐照环境下，这种复合材料在厚度为15厘米时达到了98%的中子屏蔽率；在铯-137和钴-60伽马源辐照环境下，复合材料在厚度为15厘米时分别达到了72%和60%的伽马屏蔽率，综合屏蔽性能优于我国大科学装置——全超导托卡马克科学实验装置中原有的掺硼聚乙烯准直屏蔽体。
有这么优秀的测试数据，这种新型无铅核辐射防护材料未来很可能作为改进型替代材料，在受控核聚变的科学攻关当中，提供更好的核辐射防护手段。
防辐射纤维和材料一旦成功，应用的范围会十分普遍，国防、民用、医学、科技等等诸多领域都需求旺盛，而现在的防辐射材料正朝着“专业化 ”(对某一种射线具有特别好的防护能力 )和“多功能化 ”(适用于存在多种射线的场所 )方向发展，到底何时能做CT不需穿沉重的铅衣了呢，让我们拭目以待。
[1]梁威, 杨青芳, 马爱洁, 薛丹, & 祖恩锋. (2005). 防辐射纤维及材料的研究进展. 玻璃钢／复合材料(5), 5.