重金石防辐射原因分享

重晶石是一种以硫酸钡为主要成分的非金属矿物，具有高密度（4.3~4.5g/cm³）和较低的莫氏硬度（3~3.5）。其化学性质稳定，不溶于水和盐酸，无毒、无磁性，而且具有吸收X射线和γ射线的特点。

1. 钡元素化合物防辐射的优势：

①钡元素位于元素周期表中比铅元素更靠前，它本身是非放射性元素，具有相对较大的相对原子质量，因此在与射线相互作用时，更容易发生光电效应，这对于防止电离辐射非常有益。此外，钡离子具有高介电常数和较强的磁化强度，对非电离辐射也有良好的磁性损耗效果。与一些其他防辐射材料（如最早的铅胶材质的X射线护具）相比，钡具有明显的优势，因为它不仅性能更佳，而且避免了铅氧化物的毒性问题。

②防辐射水泥通常包括钡水泥和锶水泥。尽管锶水泥在防止离子射线方面效果更好，但钡水泥在屏蔽γ射线和X射线方面表现更佳。另外，作为功能复合纤维板的添加材料，重晶石粉、沸石粉和磁铁矿粉都具有一定的电磁屏蔽效能。总体而言，在低频段（低于110kMHz）中，填充重晶石粉的电磁屏蔽效果最佳，达到17.99dB，其次是填充沸石粉（17.71dB），磁铁矿粉效果稍次（16.99dB）。因此，重晶石粉在电磁屏蔽方面表现最出色。

2. 全球重金石防辐射应用研究现状：

①早期，土耳其德米雷尔大学的Akkur课题组采用重晶石作为粗细骨料，通过不同的配比制备了三种不同类型的重晶石混凝土，并测试结果表明，重晶石作为集料在屏蔽γ射线方面表现出卓越性能。

②另外，Günther等人运用硫酸钡、钛酸钡和氧化铋的吸收特性，研究出了一种可以吸收X射线的复合纤维。他们将这种纤维制成纱线和织物，成功地实现了对X射线的高效屏蔽。

③日本也提出了一项创新的方法，将硫酸钡加入粘胶溶液中进行纺丝，研发出一种新型纤维。用这种纤维制成的织物对X射线的屏蔽效果明显，尤其对于6kV、2mA阴极X射线源，屏蔽效率高达97%。

3. 总结：

①重晶石之所以可用于辐射防护，原因在于其主要成分是硫酸钡，其中的钡元素拥有高质量核，每单位体积内包含众多原子，从而增加了发生光电效应等现象的几率，使其更容易吸收射线的能量。此外，钡离子还具有较高的介电常数和强磁化特性，这使其在抵御电磁辐射方面表现出卓越的磁性损耗作用。

②目前重晶石在防辐射上的应用主要为建筑行业中的混凝土材料，医用防护服中的添加剂，以及作为电子信号屏蔽材料的涂料。