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核辐射屏蔽材料作为辐射防护的最重要物资保障,对其的研究有利于核科学及技术事业的健康持续发展。本文在轻骨料和重骨料混掺技术是辐射混凝土研究趋势的情况下,结合目前采用的混掺原料如铅粉等在投料前必须经过研磨等特殊处理进而导致粉尘问题及对人体的伤害等,提出了采用氧化铋作为掺合料加入普通混凝土中制备新型绿色高效屏蔽混凝土的新思路。此外,为解决混凝土在浇筑及使用过程中可能出现裂缝或者在结构连接处预留不规则形状的孔洞导致射线泄漏等问题,提出以氧化铋为填料、以环氧树脂为基体制备绿色无毒复合屏蔽补缝材料的解决思路。研究成果如下:氧化铋/混凝土样品的线衰减系数比氧化铅/混凝土样品线衰减系数值高0.36%-1.05%。添加5%、10%、15%、20%及25%氧化铋的混凝土样品其线衰减系数增长率分别为3.15%、4.20%、5.53%、5.97%及6.42%。实测值及XCOM模拟值相关系数高达0.9564,可以用XCOM程序进行相应的混凝土屏蔽性能分析。25%氧化铋/混凝土及25%氧化铅的质量衰减系数值只在铋及铅的K层吸收限有较大区别,其余能区几乎重合。且理论分析结果表明两者在0.01 MeV-0.5 MeV能区内的质量衰减系数比普通混凝土的质量衰减系数值优势更明显。25%氧化铋/混凝土的有效原子序数范围为9.475-26.071。另外,氧化铋/混凝土样品的抗压强度比普通混凝土样品的抗压强度高,且均高于30 MPa。在本文中,25%氧化铋/混凝土样品屏蔽性能最好且抗压强度最大,适用于各类对体积不限制且卫生要求高的核设施应用场所,有利于降低辐射危害、节约成本。氧化铋、25%氧化铋/混凝土、环氧树脂的平均有效原子序数分别为67.7423、15.0729、5.5552。在0.662 ke Vγ射线照射下,添加10%、30%、50%及70%氧化铋的复合材料样品的线衰减系数增长率分别为10.46%、53.17%、122.36%及231.26%,且其增长率与掺加氧化铅的复合材料类似。50%氧化铋/环氧树脂复合材料理论上适用于在光子能量为2.59 keV-0.6 MeV以及10 MeV-100 Ge V的能区作为的25%氧化铋/混凝土的补缝或补洞材料。氧化铋/环氧树脂复合材料的抗拉强度均高于10 MPa,抗弯强度均大于25 MPa。