《表1 钨和铅的物理性能对比》

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《钨合金的X射线屏蔽性能模拟分析与实验验证》

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X射线的屏蔽防护一般是采用原子序数较高、密度较大的物质，常用铅或含铅的物质，作为屏障材料吸收X射线，达到防护的目的。铅的优点是价格不贵、易于获得，对X光子和γ光子均有很高的衰减系数，作为防护材料性价比高，也是最早应用于射线防护的材料；但是铅的硬度低、抗冲击能力差、不耐高温，以及有毒等缺陷，使其在某些场合的应用受到限制。相比之下，钨作为一种高密度、高原子序数、并且无毒的材料，其射线屏蔽性能逐渐受到学者的关注和研究[1-2]。在射线屏蔽方面，钨与铅材质同样都是良好的射线衰减材料，两者的屏蔽性能优劣，以及在一定X光子剂量率条件下所需的屏蔽厚度的差别是本文将要探讨的问题。钨和铅的物理性能对比见表1所示[3]。以钨为基体加入其他元素组成的合金如钨镍铁合金可以改善纯钨的强度与可加工性等综合性能，故在实际应用中，往往是以钨合金的形式使用。钨合金中一般钨的质量含量在85%～99%，并添加有Ni、Cu、Co、Mo、Cr等元素组成高比重合金；按合金组成特性及用途可以分成W-NiFe、W-Ni-Cu、W-Co、W-Ag等主要系列。钨合金已经广泛应用于电子、电光源工业，以及航天、军事武器等部门中制作火箭、穿甲弹芯等[4]。本文讨论的为钨镍铁合金，其中钨的质量分数为90%，镍为7.1%，铁为2.9%，下文称作90钨镍铁合金。