Композиционный материал на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными оксидами железа и висмута тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат наук Самойлова Юлия Михайловна

• Самойлова Юлия Михайловна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Самойлова Юлия Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОБЛАДАЮЩИХ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

1.1. Проектирование защиты от ионизирующих излучений

1.2. Излучения от электронных ускорителей и их взаимодействие с материалами защиты

1.3. Основные требования, предъявляемые к современным строительным материалам, применяемых в качестве радиационно-защитных инженерных барьеров и экранов

1.4. Материалы для защиты от радиации

1.4.1. Традиционные радиационно-защитные материалы

1.4.2. Современные материалы в области строительно-радиационного материаловедения, обладающие радиационно-защитными свойствами

1.5 Выводы

2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования. Характеристика используемого сырья

2.2. Методы испытаний

2.2.1. Физико-механические, теплофизические и химические испытания

2.2.2. Спектральные, оптические, топографические, электронно-микроскопические, электронографические исследования

2.2.3.Радиационные испытания материала

2.3. Физическая модель воздействия ионизирующего излучения на разработанный композиционный материал

2.4. Выводы

3. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ НАПОЛНИТЕЛЕЙ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ИОНАМИ АЛЮМИНИЯ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

3.1. Модифицирование высокодисперсного оксида железа

3.2. Модифицирование высокодисперсного оксида висмута

3.3. Выводы

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА, НАПОЛНЕННОГО ВЫСОКОДИСПЕРСНЫМИ МОДИФИЦИРОВАННЫМИ ОКСИДАМИ ЖЕЛЕЗА И ВИСМУТА

4.1. Совмещение высокодисперсных оксидов железа и висмута с алюминиевым сплавом

4.2. Разработка технологии получения композиционного материала

4.3. Исследования микроструктуры и свойств поверхности композиционного материала

4.4. Физико-механические и эксплуатационные характеристики разработанного композиционного материала

4.5. Выводы

5. РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

5.1. Воздействие потока быстрых электронов на разработанный композиционный материал

5.1.1. Глубина проникновения электронного пучка в композиционном материале

5.1.2. Твердотельные превращения высокодисперсного модифицированного оксида железа под действием электронного пучка

5.1.3. Воздействие потока быстрых электронов на

высокодисперсный модифицированный оксид висмута

5.2. Прохождение высокоэнергетического гамма - излучения через разработанный материал

5.3. Радиационная стойкость разработанного композиционного материала

54 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Композиционный материал на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными оксидами железа и висмута»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Одной из важных проблем в современной атомно-строительной промышленности является обеспечение ядерной и радиационной безопасности. Решение данного вопроса лежит в разработке и получении радиационно-защитных строительных композиционных материалов с повышенными физико-техническими характеристиками [1 - 6].

В настоящее время задачи радиационной безопасности с использованием композиционных материалов в России решаются в рамках долгосрочных федеральных целевых программ (ФЦП) («Стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века»; «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 и на период до 2015 года»; «Создание Единой государственной автоматизированной системы контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации»; «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010 - 2015 годов и на перспективу до 2020 года» и др.), программ различных федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов РФ [7-10].

Реализация этих программ связана с обеспечением биологической защиты персонала, работающего в непосредственной близости с ядерно-энергетическими установками, с обеспечением «экранирования» таких радиационных установок, а так же решения вопроса, связанного с захоронением радиоактивных отходов и прочее. В связи с чем, строительные сооружения, внутри которых планируются использоваться ядерно-энергетические объекты, должны изготавливаться из современных долговечных и недорогих строительных материалов, которые будут способны выдерживать высокие прочностные нагрузки и обладать высокими радиационно-защитными показателями [11-13].

Диссертационная работа выполнена при поддержке гранта для аспирантов и молодых научно-педагогических работников НИР в рамках реализации мероприятий Программы стратегического развития БГТУ им. В.Г. Шухова на 2012 - 2016 гг. (№ 2011 - ПР - 146), договор № Б-19/12 от 10.04.2012

«Конструкционный металлокомпозиционный материал специального назначения на основе алюмосодержащей матрицы и наномодифицированных оксидов тяжелых металлов» и в рамках реализации государственного задания МИНОБРНАУКИ РФ в сфере научной деятельности на период 2014-2016 г. соглашение № 11.2034.2014 / К.

Степень разработанности темы работы. Обобщенные сведения отечественной и зарубежной практики в области строительно-радиационного материаловедения показали, что многие современные строительные материалы представляют собой высоконаполненные композиции. Композиционные материалы или композиты (от лат. compositio - составление) - объемная гетерогенная система, состоящая из полимерной, металлической, углеродной, керамической или др. основы - матрицы, армированной наполнителями из волокон, нитевидных кристаллов, тонкодиспeрсных частиц и др. Путем подбора состава и свойств наполнителя и матрицы, их соотношения, ориентации наполнителя можно получить композиционный материал с требуемым сочетанием эксплуатационных и технологических характеристик. В результате совмещения определенных армирующих элементов и матрицы композиционному материалу можно придать необходимые уникальные эксплуатационные характеристики [14 - 16].

На сегодняшний день для защиты от радиации применяют различные строительные композиционные материалы, как облицовочные, так и материалы, несущие конструкционные нагрузки. Их матрицы могут быть представлены металлами (свинец, медь, алюминий, олово и др.), резиноподобными полимерами, смесями эпоксидной смолы, жидкого стекла, портландцемента, баритовыми, лимонитовыми, серпентиновыми бетонами с различными модификаторами и др. В качестве наполнителей применяют соединения свинца, железооксидные системы, марганцевые и силикомарганцевые ферросплавы, металлургические шлаки, стекло, керамику, фарфор, граниты, базальты и др [17 - 27]. К недостаткам свойств подавляющего большинства известных на сегодняшний день композиционных материалов, обладающих радиационно-защитными свойствами,

можно отнести их низкие прочностные характеристики и, как следствие, неспособность нести высокие внешние (конструкционные) нагрузки. Некоторые материалы являются облицовочными, что приводит к созданию массивных строительных конструкций (большие габаритные размеры и масса). К тому же, большинство композиционных материалов имеют сложный химический состав, с дорогостоящими и редко встречающимися компонентами, а иногда и с компонентами, обладающими наведенной радиоактивностью.

Поэтому, разработка новых композиционных материалов, обладающих стабильными высокими прочностными характеристиками под воздействием влаги, агрессивных сред и радиации (потока быстрых электронов и высокоэнергетических полей гамма - излучения), а так же стойких к знакопеременным температурным колебаниям в области строительно-радиационного материаловедения, является актуальной проблемой и может быть решена на принципиально новых технологических основах.

Разработанный композиционный материал не только расширит номенклатуру строительных материалов, но и диапазон их применения на объектах ядерно-энергетического комплекса. Такой композиционный материал может быть использован в качестве строительного материала для изготовления несущих конструкций, строительства инженерных барьеров (передвижных радиационно-защитных экранов и контейнеров, экранов для стационарного оборудования, в том числе для линейных ускорителей быстрых электронов).

Цель работы и задачи исследований. Разработка композиционного материала на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными модифицированными оксидами железа и висмута, радиационно-технического назначения.

Для достижения цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

- обоснование выбора сырьевых составляющих композиционного материала;

- разработка физико-химических основ модифицирования поверхностного слоя высокодисперсных оксидов железа и висмута ионами алюминия из водных растворов;

- определение оптимального состава и разработка технологической схемы производства композиционного материала на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными модифицированными оксидами железа и висмута;

- исследование микроструктуры поверхности, физико-механических и эксплуатационных характеристик разработанного композиционного материала;

- физическое моделирование процессов воздействия потока быстрых электронов с энергией 1 - 5 МэВ и высокоэнергетического гамма - излучения с энергией 0,01 - 1 МэВ с разработанным композиционным материалом;

- изучение структурно-фазовых превращений модифицированных высокодисперсных оксидов железа и висмута в композиционном материале при воздействии электронного облучения;

- экспериментальные исследования радиационно-защитных характеристик разработанного композиционного материала.

Научная новизна. Установлен механизм модифицирования высокодисперсных оксидов железа и висмута ионами А1 , обеспечивающий эффективное физико-химическое взаимодействие металлической матрицы и неорганических наполнителей. В результате модифицирования на поверхности высокодисперсных оксидов железа и висмута образуется оксидная пленка алюминия в виде полиморфной модификации 5 - Al2Oз с тетрагональной кристаллической решеткой.

Выявлен характер влияния процесса предварительного модифицирования высокодисперсных оксидов железа и висмута на микроструктуру и морфологию поверхности композиционного материала. Использование модифицированных наполнителей в составе композиционного материала приводит к повышению степени наполнения алюминиевого сплава оксидами железа и висмута, их равномерному распределению в металлической матрице, к снижению

дефектности структуры композиционного материала, что приводит к повышению физико-механических характеристик композиционного материала.

Установлено, что основными физическими процессами, происходящими в композиционном материале под влиянием высокоэнергетических полей гамма-излучения в широком диапазоне энергий является поглощение и отражение. При воздействии потока быстрых электронов с поглощенной дозой от 0,5 МГр до 2 МГр протекают структурно-фазовые превращения в оксидах железа и висмута. Гематит а - Fe2O3 с тригональной кристаллической решеткой переходит в магнетит Fe3O4 с ГЦК - решеткой. Исходный оксид висмута а - Bi2O3 с моноклинной решеткой переходит в высокотемпературную полиморфную модификацию 5 - Bi2O3 с ГЦК - решеткой.

Теоретическая и практическая значимость работы. Установлены технологические параметры получения композиционного материала на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными модифицированными оксидами железа и висмута.

Исследованы основные физико-механические и эксплуатационные характеристики разработанного композиционного материала. Выявлено, что материал обладает высокими прочностными характеристиками и способен выдерживать внешнюю нагрузку до 750 МПа при температуре эксплуатации до 530 °С.

Методология и методы исследований. Обоснован выбор объектов исследования (наполнителей, матрицы, модификатора) для разработки и получения композиционного материала радиационно-технического назначения. Методологической основой явились общенаучные (физико-механические, теплофизические и химические) и специальные (радиационные) методы.

Для проведения качественного и количественного анализа по изучению механизма модифицирования поверхности высокодисперсных наполнителей и его влияния на микроструктуру и морфологию поверхности композиционного материала, процессов взаимодействия высокоэнергетических излучений на эксплуатационные характеристики разработанного материала использовали

спектральные, оптические, топографические, электронно-микроскопические и электронографические методы.

Для комплексного анализа радиационно-защитных свойств разработанного композиционного материала проводилось физическое моделирование.

Положения, выносимые на защиту:

- определение механизма модифицирования высокодисперсных оксидов железа и висмута ионами А1 из водного раствора;

- установление оптимального состава, технологических параметров получения, основных физико-механических и эксплуатационных характеристик композиционного материала на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными модифицированными оксидами железа и висмута;

- анализ результатов физического моделирования прохождения потока быстрых электронов и высокоэнергетического гамма-излучения через разработанный композиционный материал.

Достоверность полученных результатов. Для получения достоверных результатов исследований, все эксперименты проведены по стандартным методикам, ГОСТам, СНиПам и нормативным документам на метрологически аттестованном в Госстандарте РФ оборудовании и в аккредитованных в системе Госстандарта РФ лабораториях и научных центрах.

Все результаты, представленные в диссертации, получены при непосредственном участии автора. При выполнении диссертационной работы автор принимал участие в постановке задач, выполнении экспериментов и анализе полученных результатов.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы представлены: на III Международной научно-инновационной молодежной конференции «Современные твердофазные технологии: теория, практика и инновационный менеджмент» (Тамбов, 2011 г.); на XXII Международной конференции «Радиационная физика твердого тела» (Севастополь, 2012 г.); на IX Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» (Москва, 2012); на

XIII Всероссийской школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества (Екатеринбург, 2012 г.); на Международной научно-технической школе-семинаре металловедов-молодых ученых «Материаловедение и металлофизика легких сплавов» (Екатеринбург, 2012 г.); на XVI Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед -2013» (Москва, 2013 г.), на Международной научно-практической конференции «Экология и рациональное природопользование как фактор устойчивого развития» (Белгород, 2014 г.).

Внедрение результатов исследований. Результаты диссертационной работы могут быть рекомендованы в практику проектирования радиационно-защитных материалов строительного назначения для объектов атомно-энергетического комплекса, а также использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров по профилю (280700.62 - 08) «Радиационная и электромагнитная безопасность» в рамках направления (280700.62) «Техносферная безопасность».

На разработанный композиционный материал получено:

- патент РФ на изобретение;

- диплом Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий за «лучшее изобретение в интересах защиты и спасения человека»;

- диплом Федеральной службы по интеллектуальной собственности;

- диплом XVI Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий «Архимед-2013»;

- золотая медаль XVI Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий «Архимед-2013».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе в 6-ти центральных рецензируемых научных журналах. Получен патент RU № 2470395 на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, библиографического списка из 1 61 наименований и приложения.

Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, включающего 50 рисунков и 17 таблиц.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОБЛАДАЮЩИХ РАДИАЦИОННО-

ЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Важным элементом обеспечения радиационной безопасности на объектах ядерно-энергетического комплекса являются материалы, которые в зависимости от области применения должны обеспечивать высокий уровень биологической защиты персонала, работающего в непосредственной близости с ядерно-энергетическими установками, а так же обеспечивать «экранирования» таких установок.

Решение этих задач требует разработки новых эффективных композиционных материалов с заданными эксплуатационными характеристиками.

1.1. Проектирование защиты от ионизирующих излучений

Ионизирующим излучением называют такой вид лучистой энергии, которая, попадая в определенные среды или проникая через них, производит в них ионизацию.

Все ионизирующие излучения по своей природе подразделяются на корпускулярные и фотонные (электромагнитные). Излучения, имеющие корпускулярную природу, представляют собой потоки ядерных частиц (в -частицы (электроны или позитроны)), ядер элементов (а - частицы (ядра атомов гелия), протоны (ядра атомов водорода), дейтроны (ядра атомов тяжелого водорода (дейтерия)) или ионов. К корпускулярным излучениям так же относят и не имеющие заряда ядерные частицы - нейтроны [25].

К фотонным относятся рентгеновское излучение, гамма - излучение радиоактивных элементов и тормозное излучение, возникающие при прохождении через вещество сильно ускоренных заряженных частиц.

При контакте фотонов с веществом могут происходить следующие виды взаимодействия: когерентное рассеяние, фотораспад ядер, флуоресценция и др. Указанные взаимодействия приводят к ослаблению рентгеновского и гамма -излучения [26]. Однако, основными процессами, способствующими ослаблению и снижению энергии фотонов в диапазоне энергий до 10 МэВ являются [27]:

- фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект) - процесс, при котором атом поглощает фотон и с К-оболочки испускает электрон. При переходе в основное состояние возбужденный атом испускает флуоресцентное излучение [28].

Вероятность фотоэффекта зависит от энергии фотонного излучения и рода вещества, взаимодействующего с ним. Величина, характеризующая изменение интенсивности гамма - лучей в результате фотоэффекта при прохождении слоя вещества толщиной в 1 см, называется линейным коэффициентом поглощения Рф. При энергиях фотонов более 0,14 МэВ коэффициент ^ф уменьшается. С увеличением атомного номера 2 вещества поглотителя коэффициент /ф возрастает [20].

- некогерентное рассеяние на слабосвязанном электроне (эффект Комптона) - процесс упругого столкновения фотона с атомным электроном, причем фотон передает импульс и часть своей энергии электрону. Этой энергии достаточно, чтоб вырвать электрон из атома. В результате взаимодействия фотон энергии иV рассеивается электроном на угол в с энергией иv' [28].

Общая величина потерянной энергии при рассеянии зависит от количества электронов в атомах вещества поглотителя. Поэтому, чем больше атомный номер вещества поглотителя, тем больше эффект рассеяния. Для строительных материалов эффект Комптона имеет значение при энергии излучения до 4 МэВ. Величина, характеризующая ослабление фотонного излучения вследствие комптоновского рассеяния при прохождении слоя вещества толщиной 1 см, называется линейным коэффициентом ослабления /нк [26].

- образование пар - процесс, при котором фотон в результате электромагнитного взаимодействия с ядром или с одним из электронов атома превращается в пару электрон-позитрон. Образованные электрон и позитрон

производят ионизацию среды, частично их энергия тратиться на образование тормозного излучения. Замедлившись или в полете, позитрон аннигилирует с образованием новых фотонов [28].

Минимальная энергия гамма - квантов, при которой возможен процесс образования пар, равна 1,02 МэВ. Величина, характеризующая ослабление фотонного излучения вследствие образования пар при прохождении слоя вещества, толщиной 1 см, называется линейным коэффициентом ослабления ¡п. Коэффициент растет с увеличением энергии излучения, он пропорционален квадрату атомного номера 22 поглотителя [26].

При энергии гамма - квантов больше 10 МэВ превышается порог фотоядерных реакций и в результате взаимодействия гамма - квантов с ядрами вещества поглотителя становятся возможны реакции типа (у,р), (у,п), (у,а):

- фотоядерные реакции - процесс поглощения атомными ядрами фотонов с последующим испусканием одной или более частиц. Однако его вклад в общее сечение взаимодействия гамма - квантов с атомами вещества не превышает 5%.

Отсюда следует, что основными видами взаимодействия фотонов с веществом являются поглощение и рассеяние.

При поглощении радиоактивного излучения энергия частиц или фотонов передается атомам и молекулам вещества и превращается частично в теплоту, а частично затрачивается на возбуждение и на ионизацию вещества. Ионизация и возбуждения атомов среды - основные эффекты, которые определяют величину воздействия ионизирующего излучения на биологические объекты. Для количественной характеристики воздействия ионизирующего излучения на вещество введено понятие поглощенная доза излучения (Б), равная отношению средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе облученного вещества dm в этом объеме [29]:

Б = ^ (1.1)

dm

Для однородной защиты толщиной х в геометрии узкого пучка для плоского мононаправленного источника, согласно закону ослабления, мощность дозы выражается [27]:

Б = Д ехр(-ух) = Б ехр(-0.693 • х/ Д1/2) = Д ехр(-2.3 • х/ Д1/10) (1.2)

где л - линейный коэффициент ослабления, см-1; х - толщина слоя защиты, см; А1/2 - слой половинного ослабления узкого пучка; А1/10 - слой десятичного ослабления узкого пучка;

мощность дозы при х=0. В случае фотоэффекта ц выражается следующим соотношением [30]:

у 4,1

у = 0,0089^ — Хь (1.3)

где р - плотность мишени (поглотителя);

2 и А - порядковый номер и атомная масса элемента, из которого состоит мишень;

X - длина волны у - кванта; И - эмпирический коэффициент.

Таким образом, из уравнения (1.3) наблюдается следующая зависимость: чем выше плотность защитного материала и больше порядковые номера элементов, из которых он состоит, тем выше будут его защитные свойства по отношению к воздействию гамма-излучения. На рисунке 1.1 представлена зависимость эффективности защиты от элементарного состава поглотителя [31].

Линейный коэффициент ослабления л так же учитывает толщину материала, ослабляющую интенсивность потока ионизирующего излучения в е раз. Чтобы рассчитать толщину защиты необходимо, прежде всего, определить кратность ослабления к, т.е. величину, показывающую, во сколько раз необходимо уменьшить поле излучения защитой.

—♦— гамма-пзлученпе тепловые нейтроны л быстрые электроны

Рисунок 1.1 - Зависимость эффективности защиты от элементарного состава

поглотителя

Универсальные таблицы Гусева Н.Г. нашли широкое применение при решении подобных задач. В таблицах дается зависимость толщины защиты из различных материалов (воды, бетона, железа, свинца, вольфрама, урана) от энергии точечных изотропных моноэнергетических источников фотонов и кратности ослабления по дозе для бесконечной геометрии защиты, с помощью ее можно рассчитывать дополнительную толщину защиты к уже существующей. Приблизительное равенство получаемых погрешностей по абсолютному значению, позволяет считать допустимым использование универсальных таблиц для оценок защиты от протяженных источников [32 - 33].

Частицы ионизирующего излучения при распространении в веществе обладают различной энергией и перемещаются в различных направлениях. Пространственное (т), временное (?), энергетическое (Е) и угловое (О) распределения излучения определяются в результате решения кинетического

уравнения Больцмана - уравнения переноса излучения в веществе [32]. Коэффициенты этого уравнения являются достаточно сложными функциями энергии и пространственных координат (уравнение переноса излучения описывает баланс частиц в элементе шестимерного фазового пространства координат и импульсов частиц), поэтому точное решение этого уравнения в общем виде не представляется возможным. Для решения задач переноса излучения в веществе используется метод Монте-Карло.

Методом Монте-Карло называется численный метод решения математических задач при помощи моделирования случайных величин. Сложный стохастический процесс движения частиц в том или ином материале рассматривается как последовательность конечного, но достаточно большого числа элементарных случайных событий. Иными словами, многократно разыгрывается ситуация рождения частицы в источнике, бесстолкновительного движения на некотором отрезке траектории, акта взаимодействия (с ядром атома вещества). Далее осуществляется вероятностная оценка поглощения рассматриваемой частицы при столкновении и, при его отсутствии, дальнейший анализ бесстолкновительного участка траектории и акта следующего взаимодействия. Критерием прекращения отслеживания «судьбы» частицы является ее поглощение или выход за пределы расчетной области. Далее из анализа и осреднения достаточно большого количества событий и траекторий можно определить различные характеристики поля излучения. Важными преимуществами метода являются относительная простота и наглядность вычислительного алгоритма, а также его хорошая приспособленность для использования в задачах с двух- и трехмерной геометрией [35].

1.2.

Излучения от электронных ускорителей и их взаимодействие с материалами защиты

Электронные ускорители - это насыщенные сложной техникой установки, в которых с помощью электрических и магнитных полей получают направленные высокоэнергетические пучки электронов.

По характеру траекторий генерируемых ускоренных частиц различают линейные ускорители, в которых траектории электронов близки к прямым линиям, и циклические ускорители (бетатрон, микротрон, синхротрон, циклотрон), в которых траектории электронов близки к окружностям. По характеру ускоряющего поля электронные ускорители делятся на резонансные и нерезонансные ускорители (последние - индукционные и высоковольтные) [36, 37]. В зависимости от энергии получаемых быстрых электронов современные электронные ускорители делятся на три группы: до 10 МэВ; от 10 МэВ до 100 МэВ; свыше 100 МэВ [27, 38]. Отличительной особенностью группы ускорителей с энергией электронов до 1 0 МэВ является отсутствие наведенной радиоактивности. При работе со второй группой ускорителей с энергией ускоренных электронов не менее 10 МэВ, но не более 100 МэВ основными факторами, определяющими радиационную обстановку до и после защиты, являются тормозное излучение и фотонейтроны. При проектировании радиационной защиты ускорителя с энергией электронов свыше 1 00 МэВ необходимо учитывать фотонейтроны с энергией более 50 МэВ, возникающие при взаимодействии высокоэнергетического тормозного излучения с ядрами веществ мишени и элементов ускорителя [38].

При воздействии электронного пучка на мишень электроны пучка претерпевают взаимодействия, которые можно разделить на упругие и неупругие.

Упругим рассеянием называется процесс взаимодействия частиц, при котором сохраняется полная кинетическая энергия всех взаимодействующих частиц, но происходит ее перераспределение между частицами. При упругом рассеянии изменяется направление вектора скорости электрона. Мишени при

каждом акте упругого рассеяния передается энергия порядка 1 эВ, что пренебрежимо мало по сравнению с первоначальной энергией электронов в пучке (104 - 106 эВ). Угол отклонения от направления падения может принимать значения в переделах от 0° вплоть до 180°. Упругое рассеяние происходит в результате взаимодействия электронов высокой энергии с ядрами атомов, частично экранированных связанными электронами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Самойлова Юлия Михайловна, 2015 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Погосов, А.Ю. Ионизирующая радиация: радиоэкология, физика, технологии, защита / А.Ю. Погосов, В.А. Дубковский. - О.: наука и техника, 2012. - 804 с.

2. Болятко, В.В. Радиационная защита на атомных электростанциях / В.В. Болятко, М.Я. Кулаковский, В.Н. Миронов и др. - М.: Атомиздат, 1978. - 264 с.

3. Безопасность при эксплуатации атомных станций / Под. ред. Н.Н. Давиденко. - М.: МИФИ, 2007. - 168 с.

4. Ященко, Я.В. Монтаж, ремонт и снятие с эксплуатации АЭС. - Киев, 2009. - 199 с.

5. Ковалевич, О.М. Основы обеспечения безопасности атомных станций. -М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 136 с.

6. Reinhardt,S. Full spectrum analysis in environmental monitoring // Radiation Protection Dosimetry. - 2014 - Volume 160. - №4. -Pp. 311 - 317.

7. Стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века. - М.: ФГУП «ЦНИИатоминформ», 2001 - 64 с.

8. Распоряжение Правительства РФ от 19.04.2007 № 484 - р «О концепции федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года». [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://base.garant.ru/10108778. (Дата обращения: 25.01.2011), свободный.

9. Постановление Правительства РФ от 20.08.1992 № 600 «О единой государственной автоматизированной системе контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации». [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://base.garant.ru/2108181. (Дата обращения: 25.01.2011), свободный.

10.Постановление Правительства РФ от 3.02.2010 № 50 «О федеральной целевой программе «Ядерные энерготехнологии нового поколения на

период 2010 - 2015 годов и на перспективу до 2020 года». [Электронный ресурс]. - Режим доступа

http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 173911/. (Дата

обращения: 25.01.2011), свободный.

11.Павленко, В.И. Особо тяжелый железо-серпентиновый бетон / В.И. Павленко, В.М. Береснев, Ш.М. Рахимбаев // Физическая инженерия поверхности. - 2011. - т.9. - №3. - С. 274 - 276.

12. Болдырев, А.М. Разработка элементов радиационно-стойких строительных конструкций из металлобетонных композитов/ А.М. Болдырев, А.С. Орлов, Е.Г. Рубцова // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2008. - № 1. - С. 23-31.

13. Нечаев, А.Ф. Проблема дезактивации контурного оборудования ЯЭУ /

A.Ф. Нечаев, В.А. Доильницын, В.А. Прозоров // Вестник БГТУ /// II Международная научно-практическая конференция - Белгород: БГТУ. -2004. - № 8(7). - С. 45-47.

14.Лесовик, В.С. Строительные материалы и изделия: учеб.пособ. /

B. С. Лесовик, А. М. Гридчин, Н. И. Алфимова. - Белгород: БГТУ им.В.Г. Шухова, 2011 - 223 с.

15.Баженов, Ю.М. Конструирование структур современных бетонов: определяющие принципы и технологические платформы / Ю.М.Баженов, Е.М.Чернышов, Д.Н. Коротких // Строительные материалы. - 2014. - № 3. - С. 6-14.

16. Черкашина, Н.И. Воздействие вакуумного ультрафиолета и кислородной плазмы на структуру и устойчивость полистирольного композита с органосилоксановым наполнителем: автореферат дис. ... кан. тех. наук. Спец. 01.04.07 / Черкашина Наталья Игоревна. - Белгород: Гос. нац. исслед. ун-т, 2013. - 20с.

17.Баженов, Ю.М. Пути развития строительного материаловедения: новые бетоны // Технологии бетонов. - 2012. - № 3-4 (68-69). - С. 39-42.

18.Гридчин, А.М. Строительные материалы для эксплуатации в экстремальных условиях / А.М. Гридчин, Ю.М. Баженов, В.С. Лесовик. -Белгород: БГТУ им.В.Г. Шухова, 2008 - 595 с.

19.Ильичев, В.А. О развитии производства строительных материалов на основе вторичных продуктов промышленности / В.А. Ильичев, Н.И. Карпенко, В.Н. Ярмаковский // Строительные материалы. - 2011. - № 4. -С. 36-40.

20.Баженов, Ю.М. Выбор заполнителя для радиационно-защитных бетонов вариатропно-каркасной структуры / Ю.М.Баженов, Е.В. Королев, А.П. Самошин [и др.] // Региональная архитектура и строительство. - 2009. -№ 1. - С. 9-13.

21.Матюхин, П.В. Перспективы создания современных высококонструкционных радиационно-защитных металокомпозитов / П.В. Матюхин. В.И. Павленко, Р.Н. Ястребинский и др. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2011.- №3.

22. Онищук, В.И. Особенности деформирования структуры и свойства композиционного материала для радиационной защиты / В.И. Онищук, Н.А. Четвериков, В.И. Павленко // Перспективные материалы. - 2010. -№4. - С. 34-40.

23.Rehani, M.M. Radiation protection in newer imaging technologies // Radiation Protection Dosimetry. - 2010. -Pp. 1 - 6.

24.Bilous, V. A. Layered metal composites: newest generation of radiation protective materials / V. Bilous, V. Borysenko, V. Voyevodin // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. - 2014. - №2. - Pp.6 - 12.

25.Dubey, K.A. Development of radiation processed nano-composite blends and nano-coatings for industrial applications / K.A. Dubey, Virendra Kumar, Yatender Bhardwaj // Radiation Curing of Composites for Enhancing the Features and Utility in Health Care and Industry. - Vienna, 2011. - Pp. 88 -100.

26.Бормотов, А.Н. Полимерные композиционные материалы для защиты от радиации. - М.: Палеотип, 2006. - 272 с.

27.Матюхин, П.В. Металлобетонный композит на основе модифицированного оксида железа и металлического алюминия: дис. ... кан. тех. наук. Спец. 05.23.05 / Матюхин Павел Владимирович. -Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2004. - 170с.

28.Машкович, В.П. Защита от ионизирующих излучений / В.П. Машкович,

A.В. Кудрявцева. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 496с.

29.Кривошеин, Д.А. Экология и безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие / Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; под ред. Л.А. Муравья. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 447с.

30.Дубровский, В.Б. Строительные материалы и конструкции защиты от ионизирующих излучений: монография / В.Б. Дубровский, З. Аблевич. -М.: Стройиздат, 1983. - 240 с.

31..Королев, Е.В. Основные принципы создания радиационно-защитных материалов. Определение эффективного химического состава // Е.В. Королев, А.Н. Гришина // Известия КазГАСУ. Строительные материалы и изделия, 2009. - №1 (11). - С. 261 - 265.

32.Королев, Е.В. Радиационно-защитные и химически стойкие серные строительные материалы / Е.В. Королев, Ю. М. Баженов, А. И. Альбакасов. - Оренбург: ИПК ОГУ, 2010. - 364 с.

33.Тихонов, А.Н. Уравнения математической физики / А.Н. Тихонов. А.А. Самарский.- М.: Наука, 1977. - 735 с.

34.Гусев, Н.Г. Справочник по радиоактивным излучениям и защите. - М.: Медгиз, 1956. - 128 с.

35. Соболь, И.М. Численные методы Монте- Карло.- М.: Наука, 1973. - 313 с.

36.Кузнецов, С.И. Ускорители заряженных частиц. Курс физики с примерами решения задач: учеб. пособие / С.И. Кузнецов, Г.Н. Дудкин,

B.Н. Забаев. - Томск: изд-во Томского полит. унив., 2011. - 45 с.

37.СанПин 2.6.1.2573 - 2010. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации ускорителей электронов с энергией до 100 МэВ: утв. гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации от 18.01.2010.

38.Комочков, М.М. Практическое руководство по радиационной безопасности на ускорителях заряженных частиц / М.М. Комочков, В.Н. Лебедев. - М.: Энергоатомиздат, 1996. - 168 с.

39. Сайт кафедры общей ядерной физики физического факультета МГУ -«Ядерная физика в интернете». [Электронный ресурс]. - Режим доступа http:// nuclphys. sinp. msu. ru (Дата обращения: 04.06.2013), свободный.

40.СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности (НРБ - 99 / 2009): утв. гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации от 07.07.2009, № 47.

41. Федеральный закон от 09.01.96 г. N 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения». [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://base.garant.ru/10108778 (Дата обращения: 04.06.2012), свободный.

42. Федеральный закон от 30.03.99 г. №52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». [Электронный ресурс]. -Режим доступа http: //base.garant.ru/12115118 (Дата обращения: 04.06.2012), свободный.

43. Федеральный закон от 19.12.91 г. №2060-1-ФЗ «Об охране окружающей природной среды». [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 34800

(Дата обращения: 04.06.2012), свободный.

44. Федеральный закон от 21.11.95 г. №170-ФЗ «Об использовании атомной энергии». [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://base.garant.ru/10105506 (Дата обращения: 04.06.2012), свободный.

45. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ - 99/2010): утв.гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации от 26.04.2010, № 40.

46. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-2003): утв.гл. гос. санитарным врачом Российской Федерации от 28.04.2003, № 69.

47.Промышленная экология: учебное пособие / под ред. В.В. Денисова. -Ростов н/Д: Феникс, 2009. - 720 с.

48.Abdel-Aziz, M.M. Thermal and mechanical properties of styrene-butadiene rubber / lead oxide composites as gamma-radiation shields / M.M. Abdel-Aziz, S.E. Gwaily // Polymer Degradation and Stability. - 1997. - Volume 55. - №3. - Pp.269-274.

49.ГОСТ 12.4.120. - 83. Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие технические требования. - Введ. 01.01.1984. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2003.

50.Ильичев, В.А. Деформационный мониторинг в строительстве / В.А. Ильичев, А.С. Алешин, В.Б. Дубовицкий // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 2003. - №3. - С. 12.

51.Лесовик В.С. К вопросу о долговечности монолитных железобетонных конструкций / В.С. Лесовик, А.А. Гридчина // Наукоемкие технологии и инновации: Сб. мат. - Белгород, 2014. - С. 230 - 236.

52.Воронов, Д.В. Радиационная стойкость защитного конструкционного композита на основе цементного вяжущего и железооксидного наполнителя: автореферат дис. ... кан. тех. наук. Спец. 01.04.07 / Воронов Денис Владимирович. - Белгород: Гос. нац. исслед. ун-т, 2009. - 21с.

53.Залаева, С.Ш. Производственная санитария и гигиена труда: учеб. пособие: ч.3. Ионизирующие излучения, лазерные излучения и электромагнитные поля / С.Ш. Залаева, О.А.Рыбка, Д.С. Золотухина. -Белгород: БГТУ, 2008. - 213 с.

54.Павленко, В.И. Проблемы и задачи радиационно-защитного материаловедения // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2004. - №8. - С.52-58.

55.Баженов, Ю.М. Сверхтяжелый бетон для защиты от радиации / Ю.М. Баженов, Прошин А.П., Еремкин А.И. и [др.] // Строительные материалы.

- 2005. - № 8. - С. 6-9.

56.Королев, Е.В. Радиационно-защитные свойства особо тяжелых растворов на основе высокоглиноземистого цемента / Королев Е.В., Очкина Н.А., Баженов Ю.М. и [др.] //Строительные материалы. - 2006. - № 4. - С. 5456.

57.Павленко, В.И. Радиационно-защитный композиционный материал на основе полистирольной матрицы/ В.И. Павленко, О. Д. Едаменко, Р.Н. Ястребинский и др. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2011.- №3.- С.15-18.

58.Abdo ,E.S. Natural fibre high-density polyethylene and lead oxide composites for radiation shielding / E.S. Abdo, M.A.M. Ali, M.R. Ismail // Radiation Physics and Chemistry. - 2003. - Volume 66. - Pp. 185-195.

59.Павленко, В.И. Полимерные радиационно-защитные композиты: монография / В.И. Павленко, Р.Н. Ястребинский. - Белгород: БГТУ, 2009.

- 220с.

60.Королев, Е.В. Строительные материалы вариатропно-каркасной структуры: монография / Е.В. Королев, Ю.М. Баженов, В.А. Смирнов. -М.: МГСУ, 2011. - 316 с.

61. Акишин, А.И. Электрический пробой радиационно-заряженных диэлектриков при имитации воздействия космических излучений // Перспективные материалы. - 2005. - №3. - С. 5-15.

62.Рахимбаев, Ш.М. К вопросу о совместимости компонентов цементно полимерных композиций / Ш.М. Рахимбаев, И.А. Дегтев // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2003. - № 5. - С. 110.

63.Bilous, V.A. Protective Multilayer Thin Film Shields from X-Ray and Gamma Radiation / V.A. Bilous, Komarov A.O., Shilyaev B.A. // Problems of Atomic Science and Technology. - 2008. - №7. - Pp. 202 - 204.

64.Ильичев, В.А. Монолитно-прессованная обделка из высокопрочного бетона / В.А. Ильичев, Каприелов С., Шейнфельд А.В. и [др.] // Подземное пространство мира. - 1999. - № 2-3. - С. 37.

65.Королев, Е.В. Методики и алгоритм синтеза радиационно-защитных материалов нового поколения: учеб.пособ. / Е.В. Королев, А.П. Самошин, В.А. Смирнов, О.В. Королева, А.Н. Гршина. - Пенза: ПГУАС, 2009. - 130 с.

66.Королев, Е.В. Радиационно-защитные и коррозионно-стойкие серные строительные материалы / Е.В. Королев, А.П. Прошин. Ю.М. Баженов, Ю.А. Соколова. - М.: Палеотип, 2006. - 272 с.

67.Патент ЯИ 2170962, МПК G 21 F 1/04. Сырьевая смесь для приготовления радиационно-защитного композита и наполнитель для приготовления сырьевой смеси (варианты) / В.А. Полубабкин, А.А. Афанасьев, Л.В. Кижнеров, Д.Б. Шуйский; заявитель и патентообладатель Полубабкин В.А. № 2000126924/06; заявл. 27. 10. 00; опубл. 20. 07. 01; Бюл. № 14.

68.Патент ЯИ 2353990, МПК G 21 F 1/00. Способ приготовления неорганического материала для радиационной защиты / В.И. Павленко, Д.Ю. Шибанов, И.В. Саламатин; заявитель и патентообладатель В.И. Павленко, Д.Ю. Шибанов, И.В. Саламатин. № 2007131480/06; заявл. 20. 08. 07; опубл. 27. 04. 09; Бюл. № 8.

69.Патент Яи 2285303, МПК О 21 Б 1/06. Радиационно-защитный материал и способ его получения / В.И. Харитонов; заявитель и патентообладатель В.И. Харитонов. № 2004134250/06; заявл. 24.11.2004; опубл. 10. 05. 2006.

70.Заявка ЯИ 2000108756, МПК G 21 Б1/00. Радиационно-защитный материал и способ его получения / Б.Я. Качугина, В.Д. Петренко, М.В. Пестраткин; заявитель Б.Я. Качугина, В.Д. Петренко, М.В. Пестраткин. № 2000108756/06; заявл. 12. 04. 2000; опубл. 27. 01. 2002.

71.Заявка ЯИ 2009125009, МПК G 21 Б1/10. Рентгенозащитная композиция / Л.П. Дернова, В.Д. Клейменов, Ю.И. Плясунов, М.Э. Фатьянова;

заявитель Открытое акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева". № 2009125009/07; заявл. 30. 06. 2009; опубл. 10. 01. 2011.

72.Патент Яи 2263983, МПК 021 Б1 /06. Композиция для получения радиационно-защитного материала (варианты) / А.М. Погодаев, Ю.В. Васильев, В.И. Кирко, В.И. Гурков, Г.Е. Нагибин, М.М. Колосова; заявитель и патентообладатель Научно-исследовательский физико-технический институт Красноярского государственного университета Министерства образования Российскрой Федерации (НИФТИ). № 2003134234/06; заявл. 25. 11. 2003; опубл. 10. 11. 2005.

73.Патент Яи 2208851, МПК 021 Б1 /00. Композиция для изготовления радиационно-защитных материалов / А.П. Прошин, Е.В. Королев, Г.А. Филиппов; заявитель и патентообладатель Пензенская государственная архитектурно-строительная академия. № 2000132869/06; заявл. 26. 12. 2000; опубл. 20. 07. 2003.

74. Заявка Яи 2000112692, МПК G 21 F 1/04. Композиционный материал для радиационной защиты / П.А. Лещук, В.И. Павленко, И.П. Шевцова, А.Н. Диашев, А.Е. Трусов; заявитель П.А. Лещук, В.И. Павленко, И.П. Шевцова, А.Н. Диашев, А.Е. Трусов. № 2000112692/06; заявл. 22. 05. 2000; опубл. 27. 11. 2000.

75.Заявка Яи 94006936, МПК G 21 Б1/10. Материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучения / Н.Н. Буканова, Л.А. Ирдынчев, Г.Т. Лушникова, А.Б. Милентьев, А.В. Смоляков, В.Н. Сысоев, А.С. Талачев, Е.С. Фрид; заявитель Акционерное общество "Научно-исследовательский институт стали". № 94006936/25; заявл. 25. 02. 1994; опубл. 10. 09. 1996.

76.Заявка Яи 95114004, МПК G 03 С1/37. Полимерный материал, чувствительный к УФ-излучению / И.В. Калиновская, В.Е. Карасев, А.Г. Мирочник; заявитель Институт химии Дальневосточного отделения РАН. № 95114004/04; заявл. 04. 08. 1995; опубл. 10. 08. 1997.

77.Патент RU 2102801, МПК G21 Fl /12. Материал для защиты от воздействия излучений / А.В. Мареичев; заявитель и патентообладатель А.В. Мареичев. № 94037127/25; заявл. 28. 09. 1994; опубл. 20. 01. 1998.

78.Патент RU 2307183, МПК B22F1/00. Способ получения упрочняемого оксидами композиционного материала на основе железа / М.Х. Нурутдинов, И.М. Плешков, В.И. Ермаков; заявитель и патентообладатель Институт физики металлов Уральского отделения Российской академии наук. № 2005136612/02; заявл. 24. 11. 2005; опубл. 27. 09. 2007.

79.Заявка RU 93036726, МПК G 21 F 1/10. Эластичный материал для защиты от нейтронного излучения / В.В. Андреев, Г.К. Милюхина, Б.С. Старостин, Р.А. Кузнецов, И.М. Лазебник; заявитель Отделение нейтронных исследований Петербургского института ядерной физики им. Б.П.Константинова РАН. № 93036726/25; заявл. 16. 07. 1993; опубл. 20. 10. 1996; Бюл. № 20.

80.Заявка RU 96112686 Российская Федерация, МПК G 21 F1/10. Пастообразный материал для защиты от радиоактивных излучений / И.М. Лазебник, В.В. Андреев, Б.С. Старостин; заявитель Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова РАН. № 96112686/25; заявл. 25. 06. 1996; опубл. 10. 10. 1998.

81.Патент RU 2137225, МПК G 21 C 11/02. Способ изготовления многокомпонентной радиационной защиты с гидридом лития / А.Г.Еремин, Л.С. Коробков, В.И. Моломин, А.П. Пышко; заявитель и патентообладатель Государственное предприятие "Красная Звезда". № 97111908/25; заявл. 08. 07. 97; опубл. 10. 09. 99; Бюл. № 18.

82.United States Patent, Int. Cl. С08К 3/08. FLEXIBLE HIGHLY FILLED COMPOSITIONS / Martin J. Lilley, 445 St. Clemens Ave., Toronto, Ontario, Canada, M5N 1M2; John M. MacLeod, P.O. Box 187, Kingston, Ontario, Canada, K7L 4V8; Raymond H. Servant, 2919 Appleton Court, Oakville,

Ontario, Canada, L6J 6S5; № 5278219; Filed: Jun.25,1992; Patented: Jan. 11,1994.

83.United States Patent, Int. Cl. B32B 5/16, B32B 27/40, B32B 27/00, B32B 27/08. Radiation protection material method for production of a radiation protection material and use of the same / Axel Thiess, Monchengladbach (DE); Clemens Reizel, Ulm (DE); № 7645506; Filed: Jan. 24, 2008; Patented: Jan. 12, 2010.

84.United States Patent, Int. Cl. G01T 3/06. Inorganic crystal based composite material high dose dosimeter and method of using same / Steven Donald Miller, Richland, WA (US); № 6249004; Filed: Oct. 7,1998; Patented: Jun. 19,2001.

85.United States Patent, Int. Cl. G21F 3/02. Protection barrier against ionizing rays of the y type and/or x-rays / Jean Kersten, Villers-St.-Amand; Etienne Lombard, Genappe; Christian Carlier, Brussels, all of Belgium; № 5059807; Filed: Mar. 17, 1989; Patented: Oct. 22, 1991.

86.United States Patent, Int. Cl. G21F 3/02. Protection barrier against ionizing rays of the y type and/or x-rays / Jean Kersten, Villers-St.-Amand; Etienne Lombard, Genappe; Christian Carlier, Brussels, all of Belgium; № 5059807; Filed: Mar. 17, 1989; Patented: Oct. 22, 1991.

87.United States Patent, Int. Cl. C08K 5/00. Radiation protection material. using granulated vulcanized rubber, metal and binder / Robert C. Amme, Centennial, CO; № 20070244217; Filed: Jun. 2, 2005; Patented: Oct. 18, 2007.

88.United States Patent, Int. Cl. C08K 3/08. Flexible highly filled compositions / Martin J. Lilley, 445 St. Clemens Ave., Toronto, Ontario, Canada, M5N 1M2; John M. MacLeod, P.O. Box 187, Kingston, Ontario, Canada, K7L 4V8; Raymond H. Servant, 2919 Appleton Court, Oakville, Ontario, Canada, L6J 6S5; № 5278219; Filed: Jun.25,1992; Patented: Jan. 11,1994.

89.United States Patent, Int. Cl. G21F 9/16, C04B 18/18. Heavy mass for manufacturing products with a high radioprotection capacity / Juan Manuel

Caruncho Rodado, Madrid (ES); № 20070276176; Filed: May 24, 2007; Patented: Nov. 29, 2007. 90.Миниралы. Простые окислы: Справочник: В 5т. / Под ред. Ф.В. Чухрова.

- М.: Наука, 1965. - т.2. - Вып.2. - 343с.

91..Рахимбаев, Ш.М. Отходы обогащения железных руд кма - сырье для производства цемента: монография / Ш. М. Рахимбаев, Л. И. Яшуркаева,

B. И. Мосьпан. - Белгород: БГТУ им.В.Г.Шухова, 2012. - 164 с.

92.Глембоцкий, В.А. Обогащение висмутсодержащих руд / В.А. Глембоцкий, Е.С. Соколов, П.М. Соложенник. - Душ., 1972.- 150 с.

93.Безъязычный, В.Ф. Основы обеспечения качества металлических изделий с неорганическими покрытиями: Учебное пособие для вузов / В.Ф. Безъязычный, В.Ю. Замятин, А.Ю. Замятин, Ю.П. Замятин. - М.: Машиностроение, 2005. - 605 с.

94. Алюминиевые сплавы. Авиация: Энциклопедия / Под ред. Г.П. Свищев.

- М.: Науч. Изд-во «Большая рос. энциклопедия»: Центр. аэродинамический институт им. Н.Е. Жуковского, 1994. -736 с.

95.Фридрихсберг, Д.А. Курс коллоидной химии. - Л.: Химия, 1984. - 367 с.

96.Коробов, А.И. Ультразвуковые волны в твердых телах. Методическая разработка специального физического практикума кафедры акустики / А.И. Коробов, А.А. Карабутов, О.А. Сапожников. - М.: Физический факультет МГУ, 2011. - 32 с.

97.Кретов, Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении.-

C.-Пб.: Радиоавионика, 1995. - 327 с.

98.Матюхин, П.В. Конструкционный радиационно-защитный металлокомпозиционный материал на основе алюмосодержащей матрицы и высокодисперсных оксидов тяжелых металлов / П.В. Матюхин, Ю.М. Бондаренко, В.И. Павленко [и др.] // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - №1. [Электронный ресурс]. -Режим доступа http: //www.science-education.ru/ 107-г8182. (Дата обращения: 05.02.2013), свободный.

99.Миркин, Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. - М.: Физматлит, 1961. - 863 с.

100. Хромов, А.С. Рентгеноструктурный анализ поликристаллов. Справочник / А.С. Хромов, И.В. Лукьянов. - Казань: КФ(П)У, 2010. - Ч. 5. - 76 с.

101. Смит, А. Прикладная ИК-спектроскопия. — М.: Мир, 1982. - 328 с.

102. Литтл, Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул. - М.: Мир, 1969. -515 с.

103. Беллами, Л.Дж. Инфракрасные спектры сложных молекул. - М.: Изд-во Иностранной литературы, 1963. - 592 с.

104. Миронов, В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. -Нижний Новгород, 2004. -110 с.

105. Кудрявцева, Р.В. Геометрическая теория рассеянных ускоренных электронов на кристаллах. Описание лабораторной работы / Р.В. Кудрявцева, Д.А. Павлов, П.А. Шиляев. - Н.Новгород: Нижегородский государственный университет, 2003. - 73 с.

106. Юркевич, Н.П. Электронно-микроскопическое исследование структуры кристаллов. Методические указания к лабораторной работе / Н.П. Юркевич, П.Г. Кужир, Р.Л. Тофпенец. - Минск: БНТУ, 2004. - 20 с.

107. Векилова, Г.В. Кристаллография, ренгенография и электронная микроскопия. Конспект лекций: часть 3 / Г.В. Векилова, А.Н. Иванов. -М.: Московский государственный институт стали и сплавов, 2007. - 25 с.

108. Панова, Т.В. Определение индексов отражающих плоскостей: Учебно-методические указания к выполнению лабораторной работы / Т.В. Панова, В.И. Блинов. - Омск, 2004. - 21 с.

109. Жуковский, М.Е. Моделирование переноса электронов в веществе на гибридных вычислительных машинах / М.Е. Жуковский, С.В. Подоляко, Р.В. Усков // Вычислительные методы и программирование. - 2011. -т.12. - С.152 - 159.

110. Allison, J. Geant4 developments and applications / J. Allison, K. Amako, J. Apostolakis and etc. // Transactions on nuclear science. - 2006. - Volume 53. -№1.- Pp. 270 - 278.

111. Agostinelli, S. Geant4 - a simulation toolkit / S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako // Nuclear instruments and Methods in Physics Research. - 2003. -Volume A 506. - Pp. 250-303.

112. Жуковский, М.Е. О статистических методах моделирования переноса электронов в веществе / М.Е. Жуковский, Скачков М.В. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Естественные науки. - 2004. - т.16. - №5. - С. 103 - 116.

113. Черкашина, Н.И. Моделирование взаимодействия космического излучения на полимерные композиты с применением программного комплекса GEANT4 // Современные проблемы науки и образования, 2012, №3. [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://www.science-education.ru/103-6223. (Дата обращения: 11.11.2012), свободный.

114. Новиков, Л.С. Радиационные воздействия на материалы космических аппаратов: учеб. пособие. - М.: Университетская книга, 2010. - 192 с.

115. Truscott, P. A spacecraft radiation shielding and effects toolkit based on Geant4 // Computing in High Energy and Nuclear Physics. - 2000. - Volume. 123. - Pp. 255.

116. Тарасов, Д.Г. Оценка защитного эффекта и модель распределения быстрых электронов в полимерных радиационно-защитных композитах // Фундаментальные исследования. - 2012. - №6. - ч.3. - С. 674 - 678.

117. Соколова В.С. Цементно-магнетитовые композиты для утилизации радиоактивных отходов АЭС автореферат дис. ... кан. тех. наук. Спец. 05.23.05 / Соколова Валентина Сергеевна. - Белгород: Белгор. гос. технол. акад. строит. материалов, 2002 - 20с.

118. Болдырев, А.М. Особенности создания композиционных строительных материалов с металлическими матрицами (металлобетонов) / А.М. Болдырев, А.С. Орлов, Е.Г. Рубцова // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия:

Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. - 2008. - № 1. - С. 5-11.

119. Дворкин, Л.П. Цементные бетоны с минеральными наполнителями / Л.П. Дворкин, В.Н. Соломатов, В.Н. Выровой, С.М. Чудновский. - Киев: Будивэльник, 1991. - 136 с.

120. Боженов, П.И. Влияние природы заполнителя на прочность цементных растворов / П.И. Боженов, В.И. Кавалерова // Бетон и железобетон. - 1961. - №3.- С.120-122.

121. Болдырев А.М. Влияние размеров наполнителя и коэффициента наполнения на прочностные свойства металлобетонов / А.М. Болдырев, А.С. Орлов, Е.Г. Рубцова // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 1996. - № 6. - С. 34-39.

122. Болдырев, А.М. Структурообразование и свойства бетонов / А.М. Болдырев, А.С. Орлов, Е.Г. Рубцова // Сб. докл. междун. конф. Молодых ученых и аспирантов «Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XX века» - Белгород: Изд-во БелГТАСМ. 1998. - ч.1. - С. 314-318.

123. Лесовик, В.С. Закон сродства структур в материаловедении / В.С. Лесовик, Л.Х. Загороднюк, И.Л. Чулкова // Фундаментальные исследования. - 2014. - №3. - С. 267-271.

124. Чулкова, И.Л. Структурообразование строительных композитов на основе принципа сродства структур // Вестник сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2012. - №6 (28). -С. 83 - 87.

125. Матюхин, П.В. Спектральный анализ наполнителя на основе оксида висмута радиационно-защитного металлокомпозиционного материала / П.В. Матюхин, Ю.М. Бондаренко, В.И. Павленко // Фундаментальные исследования. - 2013. - №1. - Ч.1. - С. 148 - 152.

126. Хозин В.Г. Общая концентрационная закономерность эффектов наномодифицирования строительных материалов / В.Г. Хозин, Л.А.

Абдрахманова, Р.К. Низамов // Строительные материалы. - 2015. - №2. С.25 - 33.

127. Ядыкина, В.В. Влияние активных поверхностных центров кремнеземсодержащих минеральных компонентов на взаимодействие с битумом // Известия вузов. Строительство. - 2003. - №9. -С. 75- 79.

128. Круглицкий, Н.Н. Электронно-микроскопические исследования порошков оксидов металлов / Н.Н. Круглицкий, П.И. Куприенко // Порошковая металлургия. - 1982. -Т.12. - №9. - С. 70-74.

129. Сычев, М.М. Природа активных центров и управление элементарными актами гидратации / М.М. Сычев, В.М. Сычев // Цемент. - 1990. - №5. -С. 6 - 10.

130. Матюхин, П.В. Синтез высокодисперсного наполнителя на основе гематитового концентрата из водных растворов ионов алюминия для радиационно-защитного металлокомпозиционного материала / П.В. Матюхин, Ю.М. Бондаренко, В.И. Павленко // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2013. - №3. - С. 80 - 84.

131. Комохов, П.Г. Конструирование композиционных материалов на неорганических вяжущих с учетом активных центров поверхности наполнителя / П.Г. Комохов, Н.Н. Шангина // Вестник отделения строительных наук. - М. - 1996. - Вып.1. - С.31.

132. Ястребинский, Р.Н. Модифицирование железорудных матриц алкилсиликонатами натрия для селективного концентрирования радионуклидов из водных сред: автореферат дис. ... кан. тех. наук. Спец. 01.04.07 / Ястребинский Роман Николаевич. - Белгород: Белгор. гос. ун-т, 2001 - 19с.

133. Чернобережный, Ю.М. Влияние химической обработки на электрокинетические свойства а - Ре203 / Ю.М. Чернобережный, В.И. Дердулла // Электроповерхностные явления в дисперсных системах. -М.: Наука. - 1972. - №2. - С.34 - 37.

134. Болдырев, Л.И. Инфракрасные спектры минералов. - М.: Недра, 1976. - 82 с.

135. Миниралы. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаны, антимонаты, гидроокислы: Справочник: В 5т. / Под ред. Ф.В. Чухрова. -М.: Наука, 1967. - т.3. - Вып.2. - 676с.

136. Киселев, А.В. Инфракрасные спектры поверхностных соединений / А.В. Киселев, В.И. Лыгин. - М.: Наука, 1972. - 459 с.

137. Лахтин, Ю.М. Материаловедение / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева -М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

138. Морхов, И.Д. Ультрадисперсные металлические среды /И.Д. Морхов, Л.И. Трусов. - М.: Атомиздат, 1977. - 264с.

139. Клименов, В.А. Ультразвуковое модифицирование поверхности и его влияние на свойства покрытий / В.А. Клименов, Ж.Г. Ковалевская, П.В. Уваркин и др. // Междунар. конф. по физ. мезомеханике, компьютерное конструирование и разработка новых материалов. - 2004. -т.7. - №52. -С. 157 - 160.

140. Thompson, M. Synthesis and characterization of S-Bi2O3 related materials stabilized by substitutions of Ca, Ga, Nb and Re. - Edgbaston, 2010.- Pp.85.

141. Harwig, H. A. The polymorphism of bismuth sesquioxide / H. A. Harwig, A. G. Gerards // Thermochemica Acta. - 1979. - Volume 28. - Pp. 121-131.

142. Липканский, В.М. Радиационная стойкость защитных композиционных материалов на основе полистирола: автореферат дис. ... кан. тех. наук. Спец. 01.04.07 / Липканский Владимир Михайлович. -Белгород: Белгор. гос. ун-т, 2003 - 18с.

143. Бондаренко, Ю.М. Технология получения радиационно-защитного металлокомпозиционного материала // Тезисы докладов Международной научно-технической школы-семинары металловедов-молодых ученых «Материаловедение и металлофизика легких сплавов»: Сб. тез. -Екатеринбург, 2012. - С. 248- 250.

144. Гридчин, А.М. Технологический комплекс для производства активированных композиционных смесей и сформованных материалов / А.М. Гридчин, В.С. Севостьянов, В.С. Лесовик, В.А. Минко и [др.] // Строительные материалы. - 2004. - №9 (597). - С. 34 - 36.

145. Бондаренко, Ю.М. Исследование структуры и свойств поверхности композиционного радиационно-защитного материала / Ю.М. Бондаренко, П.В. Матюхин // Тезисы докладов XIII Всероссийской школы-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества: Сб. тез. - Екатеринбург, 2012. - С.155.

146. Матюхин, П.В. Исследование микроструктуры поверхности композиционного материала на основе алюмосодержащей матрицы / П.В. Матюхин, Ю.М. Бондаренко, В.И. Павленко // Перспективные материалы. - 2013. - №6. - С.22 - 26.

147. Бондаренко, Ю.М. Неорганический радиационно-защитный металлокомпозиционный материал на основе высокодисперсных железосодержащих горных пород и бисмитового наполнителей // Сборник материалов IX Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов»: Сб. мат. - М, 2012. - С. 192-193.

148. Красильников, В.В. Влияние взаимной рекомбинации и кластеризации вакансионных и межузельных барьеров на радиационное упрочнение материалов / В.В. Красильников, С.Е. Савотченко // Металлы. - 2009. -№ 2. - С. 91 - 99.

149. Матюхин, П.В. Взаимодействие высокоэнергетических пучков быстрых электронов с конструкционным металлокомпозиционным материалом на основе алюмосодержащей матрицы / П.В. Матюхин, Ю.М. Бондаренко, В.И. Павленко // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Экспериментальная и прикладная физика. - 2014. - № 7 (178). - вып.1 - С. 79 - 88.

150. Borts, B.V. Simulation of Passage of Electrons through Layered Composite Material / B.V.Borts, I.G. Marchenko, P.N. Bezdomny // Problems of Atomic Science and Technology. - 2009. -№ 4. - Pp. 175-177.

151. Сидно, Д. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия / Д. Сидно, Т. Оикава. - М.: Техносфера, 2006. - 256 с.

152. Васильева, Л.А. Электронная микроскопия в металловедении цветных металлов. Справочник. - Мн.: Наука и техника, 1989. - 208 с.

153. Жарков, С.М. Методы современной просвечивающей электронной микроскопии в исследовании материалов // Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2009. - №2. - Pр. 294 - 306.

154. Гзогян, Т.Н. О неоднородности магнетита месторождений КМА // Горный информационно-аналитаческий бюллетень (Научно-технический журнал). - 2010. - №5. - С.256 - 259.

155. Красильников, В.В. Нелинейная модель деформационного фазового перехода в металлах и сплавах / В.В. Красильников, С.Е. Савотченко // Материаловедения. - 2011. - №8. - С. 2 - 5.

156. Абсалямов, С.С. Устойчивость гематита в частицах малых размеров / С.С. Асамблян, Х.Я. Мулюков // Докл. РАН. - 2000. -т. 375. - № 4. - С. 469- 471.

157. Красильников, В.В. Статистическая модель распределения кристаллитов по размерам в облученных металлических тонких пленках / В.В. Красильников, С.Е. Савотченко // Металлы. - 2011. -№1. - С. 108.

158. Геохимия, минералогия и генетические типы месторождений редких элементов / Под ред. К.А. Власова. - М.: Наука, 1964. - т.1. - 687 с.

159. Справочник химика / Под ред. Б.П.Никольского. - М-Л.: Химия, 1966. - т.1. - 1072 с.

160. Приходько, К.В. Твердотельные превращения оксида висмута под действием электронного облучения // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - 2002. - №3 (81). - С.36 - 40.

161. ГОСТ 25645. 331 - 91 «Материалы полимерные. Требования к оценке радиационной стойкости». - Введ. 01.07.1992.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1

Состав композиционного материала

Материал Атомный состав, % масс.

А1 0 Бе В1 Си Мв Мп

композиционный материал (КМ-1) 37,88 14,754 28,65 16,146 1,25 0,53 0,45 0,34

Каталог физических констант ослабления фотонного излучения композиционным материалом Обозначения:

(ц/р)вБ - полный массовый коэффициент ослабления для

некогрентного рассеяния на связанных электронах (ц/р)™ - полный массовый коэффициент ослабления для

некогрентного рассеяния на свободных электронах (ц/р)т - полный массовый коэффициент ослабления

образования для фотоэффекта (ц/р) - полный массовый коэффициент ослабления узкого пучка

(ц/р^соь - полный массовый коэффициент ослабления без учета когерентного рассеяния (ц/р)а - полный массовый коэффициент ослабления для

поглощения гамма-квантов (ц/р)сп - полный массовый коэффициент ослабления для поглощения энергии гамма-квантов

Таблица 1

Фотонные сечения

Энергия, МэВ (ц/р)вБ (ц/р)кк (Ц/Р)х (Ц/Р)1 (ц/р)-соИ (ц/р)а (Ц/Р)еп

0,010 0,1370 0,0578 79,0482 82,2786 79,0753 79,0495 79,0480

0,015 0,1342 0,0696 69,7524 72,3372 69,7846 69,7536 52,5454

0,020 0,1352 0,0793 54,0237 55,6317 54,0578 54,0251 43,1162

0,030 0,1282 0,0872 18,1636 19,0976 18,2620 18,1656 15,7458

0,040 0,1228 0,0913 8,3109 8,9789 8,4079 8,3133 7,4953

0,050 0,1168 0,0919 4,4456 4,9315 4,5341 4,4484 4,0909

0,060 0,1121 0,0919 2,6764 3,0458 2,7633 2,6795 2,5027

0,080 0,1045 0,0902 1,1830 1,4424 1,2731 1,1986 1,1325

0,100 0,1060 0,0945 3,3466 3,5639 3,4350 3,3702 1,3419

0,150 0,0969 0,0907 1,1651 1,3167 1,2580 1,1832 0,7171

0,200 0,0886 0,0851 0,5458 0,6639 0,6301 0,5644 0,4006

0,300 0,0802 0,0783 0,1946 0,2895 0,2718 0,2156 0,1766

0,400 0,0750 0,0738 0,0989 0,1820 0,1728 0,1218 0,1064

0,500 0,0725 0,0716 0,0613 0,1397 0,1330 0,0862 0,0781

0,600 0,0702 0,0698 0,0419 0,1164 0,1119 0,0678 0,0628

Таблица 2

Перевод дсп в см и в г/см2

Энергия, МэВ дсп в см дсп в г/см2

1 2 4 8 1 2 4 8

1 2,699 5,396 10,793 21,586 11,927 23,853 47,705 95,411

0,5 1,619 3,240 6,480 12,958 7,159 14,318 28,637 57,275

0,15 0,172 0,343 0,687 1,375 0,759 1,519 3,037 6,076

0,1 0,064 0,127 0,254 0,508 0,281 0,561 1,123 2,245

0,05 0,046 0,090 0,183 0,367 0,202 0,406 0,811 1,622

Таблица 3 Числовые и энергетические альбедо

Энергия 0,05 0,1 0,15 0,5 1

Числовые альбедо 0,051 0,28 0,205 0,094 0,084

Энергетические альбедо 0,049 0,187 0,11 0,061 0,021

Моноэнергетическое излучение, нормально падающее на плоскую защиту

Таблица 4

Числовые и энергетические факторы накопления

Энергия, МэВ Числовые факторы Энергетические факторы

Толщина, дсп Толщина, дсп

1 2 4 8 1 2 4 8

1,000 1,3733 1,4285 1,7757 2,8134 1,4203 1,4630 1,8017 2,6233

0,500 1,1920 1,1574 1,4544 2,0926 1,2782 1,2436 1,5765 2,0986

0,150 1,0746 1,0486 1,2916 1,5739 1,1362 1,0973 1,3513 1,5739

0,100 1,2611 1,6542 1,9078 10,5277 1,5624 2,0482 2,2522 3,8758

0,050 1,0185 1,0312 1,0040 1,2977 1,0794 1,0973 1,0811 1,3116

Таблица 5

Числовые и энергетические коэффициенты пропускания

Энергия, МэВ Числовые коэффициенты Энергетические коэффициенты

Толщина, дсп Толщина, дсп

1 2 4 8 1 2 4 8

1,000 0,5052 0,1933 0,0326 0,0009 0,5225 0,1980 0,1100 0,0264

0,500 0,4387 0,1567 0,0267 0,0007 0,4703 0,1683 0,0963 0,0216

0,150 0,3950 0,1419 0,0237 0,0006 0,4180 0,1485 0,0825 0,0168

0,100 0,4639 0,2239 0,0349 0,0035 0,5748 0,2772 0,1375 0,1008

0,050 0,3747 0,1396 0,0184 0,0005 0,3971 0,1485 0,0660 0,0144

Изотропный точечный источник в среде бесконечной геометрии

Таблица 6

Энергетические факторы накопления и коэффициенты пропускания

Энергия, МэВ Факторы накопления Коэффициенты пропускания

Толщина, дсп Толщина, дсп

1 2 4 8 1 2 4 8

1,000 1,3994 1,5200 2,3542 2,9571 0,5434 0,2178 0,0924 0,0096

0,500 1,2110 1,3818 1,4714 2,3132 0,5079 0,2138 0,0624 0,0086

0,150 1,2918 1,2436 1,2612 1,7170 0,5016 0,1782 0,0495 0,0056

0,100 1,8838 2,4181 4,2041 10,6874 0,7315 0,3465 0,1650 0,1072

0,050 1,0226 1,1054 0,9937 1,3832 0,3971 0,1584 0,0390 0,0048

Приложение №2

>Тл Жч ии. В.г

■я О

«Утверждаю»

Ж

|.Г. Шухова 1аповалов 2015 г.

Акт

о внедрении результатов диссертационной работы Самойловой Ю.М. на тему: «Композиционный материал на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными модифицированными оксидами железа и висмута»

в учебный процесс:

Результаты диссертационной работы Самойловой Юлии Михайловны на тему: «Композиционный материал на основе алюминиевого сплава, наполненного высокодисперсными модифицированными оксидами железа и висмута» использованы в учебном процессе при проведении дисциплины «Радиационно-защитное материаловедение» для студентов, обучающихся в БГТУ им.В.Г. Шухова по направлению 280700.62 «Техносферная безопасность» (профиль 280700.62 - 08 «Радиационная и электромагнитная безопасность»), о чем составлен настоящий акт.

Заведующий кафедрой НХ д.т.н., профессор

Директор Центра «Радиационного мониторинга» к.ф-м.н., доцент

В.И. Павленко

Р.Н. Ястребинский

15.01.2015 г.