Betonowe osłony biologiczne

Najlepszym ośrodkiem jest więc materiał zawierający duże ilości wodoru. Procesom niesprężystego rozpraszania neutronów towarzyszy emisja promieniowania y (program uprawnienia budowlane na komputer). Efektywna osłona biologiczna powinna składać się więc z mieszaniny y, der lekkich i ciężkich. Materiałem spełniającym te wymagania jest beton o odpowiednio dobranych składnikach. Wykazano, że 7%> wagowej zawartości wady w betonie wystarczy do szybkiego zmniejszenia energii neutronów do pożądanej wartości. Wyższa zawartość wody polepsza właściwości betonu w sensie osłabiania neutronów prędkich (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Z punktu widzenia skuteczności osłaniania przed neutronami i fotonami y materiały stosowane na osłony biologiczne można podzielna 3 zasadnicze grupy: a) materiały złożone z pierwiastków ciężkich, pochłaniają promieniowanie y oraz - wskutek zderzeń niesprężystych - moderują neutrony prędkie do energii ok. 0,5 MeV, b) materiały wodorowe, w wyniku zderzeń sprężystych moderują neutrony do energii termicznych (0,025 eV), c) materiały pochłaniające neutrony lecz eliminujące równocześnie emisję wychwytowego promieniowania y o wysokiej energii (uprawnienia budowlane).
Najczęściej stosowanymi materiałami do budowy osłon biologicznych są be tony. Beton jest materiałem dobrze osłabiającym zarówno promieniowanie y jak i promieniowanie neutronowe. Na rys. 10-3 przedstawiono zależnoa grubości osłony biologicznej od ciężaru objętościowego betonu.

Właściwość betonów stosowanych na osłony biologiczne zależą od ich składników. Poniżę, omówione są podstawowe składniki betonów służących do budowy osłon.
Podstawowym i najlepszym rodzajem cementu stosowanego d: betonów na osłony reaktorowe jest cement portlandzki (program egzamin ustny). Cementy specjalne mają za zadanie zwiększenie udziału wody w betonach (opinie o programie).

Zaprawę cementową - jak wiemy - stanowi mieszanina cementu, piasku i wody. Niektóre dane dotyczące zapraw do betonów ciężkich przedstawiono w tabl. 10-2,
Do wyrobu betonów na osłony biologiczne stosuje się 3 rodzaje kruszywa:

a) kruszywo naturalne (piaski oraz żwiry rzeczne i kopalne),

b) kruszywo mineralne (rudy o dużej gęstości),

c) kruszywo specjalne w postaci śrutu (ścinków) oraz segregowanego złomu żelaznego.

Gęstość betonu

Podstawowym kryterium oceny kruszywa stosowanego do produkcji betonów osłon biologicznych jest jego ciężar objętościowy oraz zawartość wody. Również kształty geometryczne i rozmiary ziaren kruszywa były przedmiotem wielu badań. Stwierdzono [13], że dla uzyskania maksymalnej gęstości betonu kruszywo powinno być wielofrakcyjne, przy czym stosunek rozmiarów ziaren skrajnych frakcji powinien być duży. Na podstawie badań wysunięto wniosek, że kruszywo należy przesiewać poczynając od najgrubszej frakcji w ten sposób, aby stosunek objętości kruszywa dwu kolejnych frakcji wynosił 1,1 (jeżeli rozmiary oczek dwu kolejnych sit różnią się mniej niż 2 razy) lub 1,2 (jeżeli rozmiary oczek różnią się 2 razy) (segregator aktów prawnych).

Do betonów na osłony biologiczne można stosować następując dodatki: a) zawierające bor, b) zwiększające udział wody, c) poprawiające plastyczność (urabialność) betonu.
Z obszernego wykazu dodatków zawierających bor wymienić można borać (Na2B407 • 10H2O) i kolemanit (Ca2B6On • 5HzO). Zaleca się stosowanie kolemanitu w ilości ok. 225 kg na 1 m3 betonu.
Stosunkowo dużą ilość wody zawiera limonit (2Fe203 • 3HzO), kolemanit ora cement kolemanitowy. Ze względu na moderację neutronów przyjmuje się dolną granicę udziału wagowego wody w betonie równą 4ft (promocja 3 w 1).

Biorąc pod uwagę, że udział wagowy wodoru w wodzie wynosi 11,1%, a beta zwykły ma ciężar objętościowy ok. 2200 kG/m3, udziałowi wody w betonie równemu 4% odpowiada zawartość wodoru równa 0,4-r-0,5% ciężaru betonu. W celi uzyskania odpowiedniej zawartości wody w betonie zaleca się, aby stosunkowo wagowe cementu, kruszywa drobnoziarnistego oraz kruszywa gruboziarnisteg wynosiły odpowiednio 1:2:3. Również zapewnienie odpowiedniego przebiegi wiązania i twardnienia betonu sprzyja uzyskaniu większej zawartości wody w betonie, dochodzącej do 20% i więcej.