La、Ce摻雜Ba5Ta4O15的制備及其對(duì)伽馬射線的防護(hù)性能研究.pdf

1、進(jìn)入新世紀(jì)，核安全成為核能廣泛應(yīng)用的前提和關(guān)鍵，其中最主要的就是射線安全防護(hù)，多年來(lái)，伽馬射線因其波長(zhǎng)極短，穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，對(duì)生物體傷害極大而備受各界關(guān)注。因而，對(duì)伽馬射線的防護(hù)顯得意義非凡。鉛，鉍，鎢，稀土等作為射線防護(hù)的重金屬元素應(yīng)用廣泛，近年來(lái)，鉭元素因其綠色環(huán)保等原因在射線防護(hù)領(lǐng)域被廣泛關(guān)注，基于輻射防護(hù)中單一元素存在的弱吸收現(xiàn)象，本文通過(guò)對(duì) Ba5Ta4O15進(jìn)行 La、Ce稀土離子的摻雜，并制備出橡膠復(fù)合材料測(cè)試其伽馬射線輻射

2、防護(hù)性能。
　　本文通過(guò)水熱法對(duì)Ba5Ta4O15進(jìn)行稀土La或Ce離子摻雜，并作為無(wú)機(jī)功能粉體添加天然膠乳當(dāng)中制備出力學(xué)性能良好及伽馬射線防護(hù)性能較佳的復(fù)合材料。采用XRD，SEM，TEM，XPS，熒光(PL)，等方法對(duì)La或Ce離子摻雜Ba5Ta4O15晶體的結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析表征，以及采用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，NaI(TI)探測(cè)儀無(wú)機(jī)/橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能和伽馬射線防護(hù)性能。結(jié)果表明，La，Ce摻雜之后Ba5Ta4O15的晶

3、面間距減小，晶胞參數(shù)減小，XRD圖譜峰位向大角度方向移動(dòng)，掃描電鏡圖譜顯示La、Ce摻雜前后Ba5Ta4O15的形貌為片層狀，形貌變化不明顯，通過(guò)高倍透射電鏡圖可以觀察到隨著摻雜量的增加，晶面間距的減小。La、Ce摻雜Ba5Ta4O15后引入雜質(zhì)能級(jí)，光吸收邊發(fā)生紅移。通過(guò)X射線光電子能譜表征，La、Ce摻雜Ba5Ta4O15后,摻雜元素La為+3價(jià)，Ce為+3價(jià)和+4價(jià)，通過(guò)摻雜，Ba2+的結(jié)合能峰位移動(dòng)了0.4eV。光致發(fā)光結(jié)果表明

4、，La摻雜后的發(fā)光強(qiáng)度增大，Ce摻雜后發(fā)光強(qiáng)度減弱，究其原因是Ce離子摻雜量的增多，導(dǎo)致光發(fā)生猝滅，發(fā)光強(qiáng)度減弱。La或Ce離子摻雜Ba5Ta4O15橡膠復(fù)合橡膠材料在241Am為點(diǎn)源的59.5keV的伽馬射線照射下，當(dāng)粉體填充量在40％時(shí)，Ta元素的含量相同時(shí)，隨著La或Ce攙雜量的增加，對(duì)伽馬射線的屏蔽性能越好，在摻雜16mol% Ce時(shí)，屏蔽效果良好，最高可達(dá)38%；在摻雜12mol% La屏蔽效果為37.25%。改變橡膠復(fù)合材料