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由于硫酸鋇中的鋇原子具有較高的原子序數(shù)(Z = 56),其內(nèi)層電子與原子核的結(jié)合能較大,更容易發(fā)生光電效應(yīng)。當(dāng)射線光子能量較低時(shí),光電效應(yīng)是射線衰減的主要方式。在低能 X 射線(如用于醫(yī)學(xué)診斷的 10 - 100keV 能量范圍)與硫酸鋇板相互作用時(shí),光電效應(yīng)占主導(dǎo)地位,能夠有效地吸收射線能量,減少射線的穿透。?康普頓散射是射線與硫酸鋇板相互作用的另一種重要方式。在康普頓散射過(guò)程中,射線光子與原子中的外層電子發(fā)生彈性碰撞,光子將一部分能量傳遞給電子,使電子獲得動(dòng)能而散射出去,同時(shí)光子自身的能量降低、南京秦淮波長(zhǎng)變長(zhǎng)并改變運(yùn)動(dòng)方向。這種散射過(guò)程使得射線的能量在空間中發(fā)生分散,從而降低了沿原方向傳播的射線強(qiáng)度。



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但在一些高能射線環(huán)境(如核電站的某些區(qū)域)中,電子對(duì)效應(yīng)在射線衰減中也會(huì)起到一定的作用。硫酸鋇板中鋇原子的高原子序數(shù)和相對(duì)較高的密度,使得在高能射線條件下,也能通過(guò)電子對(duì)效應(yīng)有效地衰減射線強(qiáng)度。?硫酸鋇板中硫酸鋇的含量是決定其射線防護(hù)性能的關(guān)鍵因素之一。硫酸鋇含量越高,板材對(duì)射線的屏蔽能力越強(qiáng)。這是因?yàn)榱蛩徜^對(duì)射線具有很強(qiáng)的吸收和散射作用,高含量的硫酸鋇意味著更多的射線與硫酸鋇發(fā)生相互作用,從而實(shí)現(xiàn)更有效的射線衰減。在實(shí)際生產(chǎn)中,為了提高硫酸鋇板的射線防護(hù)性能,通常會(huì)盡可能提高硫酸鋇的含量。一般來(lái)說(shuō),醫(yī)療用硫酸鋇板的硫酸鋇含量要求較高,可達(dá) 90% - 95% 以上,以確保在醫(yī)療射線環(huán)境下提供可靠的防護(hù)。而工業(yè)用和建筑用硫酸鋇板的硫酸鋇含量也會(huì)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景和防護(hù)要求進(jìn)行調(diào)整,但通常也在 80% 以上。?



硫酸鋇板,作為一種功能性板材,其主要原材料是重晶石粉,而重晶石粉的核心成分便是硫酸鋇。重晶石粉在硫酸鋇板中所占的比例通常較高,一般可達(dá) 80% - 95% 左右,具體比例會(huì)根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品應(yīng)用需求而有所調(diào)整。高含量的硫酸鋇賦予了硫酸鋇板出色的射線屏蔽能力,因?yàn)榱蛩徜^對(duì) X 射線、南京秦淮本地γ 射線等具有很強(qiáng)的吸收和阻擋作用。在射線與硫酸鋇板中的硫酸鋇晶體相互作用時(shí),射線的能量會(huì)被硫酸鋇吸收或散射,從而有效降低射線的穿透強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)對(duì)射線的防護(hù)功能。?為了使硫酸鋇板具備良好的成型性能和物理機(jī)械性能,在生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)加入一定量的凝固劑。凝固劑的作用是促使硫酸鋇板在成型過(guò)程中迅速固化,形成穩(wěn)定的板材結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的凝固劑有石膏、南京秦淮本地水泥等無(wú)機(jī)類凝固劑,以及一些有機(jī)高分子類凝固劑。
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