Barit, esas olarak baryum sülfattan oluşan metalik olmayan bir mineraldir. Yoğunluğu 4,3–4,5 g/cm³ ve Mohs sertliği 3–3,5'tir. Kararlı kimyasal özelliklere sahip olan barit, suda ve hidroklorik asitte çözünmez, toksik değildir, manyetik değildir ve X ışınlarını ve gama ışınlarını etkili bir şekilde emer. Çin, barit kaynakları bakımından zengindir ve rezervlerde küresel olarak üçüncü, üretimde ise birinci sırada yer almaktadır. Dünyanın en büyük barit ihracatçısı olarak Çin, uluslararası pazarda yeri doldurulamaz bir konuma sahiptir.
1. Baryum İçeren Bileşiklerin Radyasyondan Korunmadaki Avantajları
Periyodik tabloda kurşundan önce yer alan baryum, radyoaktif değildir ve nispeten büyük bir atom ağırlığına sahiptir; bu da onu radyasyon kalkanlamasında oldukça etkili kılar. Yüksek olasılıkla fotoelektrik etkileşim Baryum iyonları, iyonlaştırıcı radyasyona karşı korumayı artırır. Ayrıca, baryum iyonları yüksek dielektrik sabiti ve güçlü manyetizasyon yoğunluğu sergileyerek iyonlaştırıcı olmayan radyasyona karşı etkili bir kalkanlama sağlar.
Kurşun oksitler nedeniyle konfor ve toksisite açısından sınırlamalara sahip olan kurşun jel X-ışını koruyucu giysiler gibi geleneksel radyasyon koruma malzemeleri, Japonya'da baryum sülfat içeren bir elyaf geliştirilmiştir. Bu elyaf, 0,99 g/gün mukavemet ve 26% uzama özelliğine sahiptir. Bu elyaf sadece giyimi rahat olmakla kalmayıp aynı zamanda toksik değildir.
Yaygın olarak kullanılan radyasyona dayanıklı çimentolar arasında baryum çimento ve stronsiyum çimento bulunur. Stronsiyum çimento daha üstün iyon kalkanlama özelliklerine sahipken, baryum çimento gama ışınlarına ve X ışınlarına karşı daha iyi koruma sağlar.
Fonksiyonel kompozit fiber levhalarda, elektromanyetik kalkanlama için yaygın olarak barit tozu, zeolit tozu ve manyetit tozu kullanılmaktadır. Bunlar arasında barit tozu en iyi kalkanlama etkinliğini göstermektedir. 110 kHz'nin altındaki düşük frekans aralığında, barit tozu, zeolit tozu ve manyetit tozunun maksimum elektromanyetik kalkanlama etkinliği sırasıyla 17,99 dB, 17,71 dB ve 16,99 dB olup, barit tozu en iyi korumayı sağlamaktadır.
2. Barit Radyasyon Koruma Uygulamalarına İlişkin Yabancı Araştırmaların Mevcut Durumu
Baritin radyasyondan korunma malzemelerinde kullanımı üzerine yabancı araştırmalar nispeten erken başladı. Örneğin, Türkiye'deki Demirel Üniversitesi'nde Akkur araştırma grubu, bariti hem iri hem de ince agrega olarak betonda kullanarak, su-agrega oranını ayarlayarak üç farklı barit beton türü üretti. Yaptıkları testler, barit agregasının gama ışınlarına karşı mükemmel koruma performansı sağladığını doğruladı.
Benzer şekilde, Günther ve arkadaşları, baryum sülfat, baryum titanat ve bizmut oksit içeren kompozit lifleri, X-ışını emme özelliklerinden yararlanarak incelemişlerdir. Bu liflerden yapılan iplik ve kumaşların X-ışınlarına karşı etkili bir koruma sağladığı bulunmuştur.
Japonya ayrıca, yeni bir elyaf türü geliştirmek amacıyla, viskoz çözeltisine baryum sülfat ekleme yöntemini de önerdi. Bu malzemeden yapılan kumaşlar, özellikle 6 kV, 2 mA katotlu X-ışını kaynağının 97% zayıflamasına ulaşarak, X-ışınları üzerinde önemli bir zayıflama etkisi gösterdi.
3. Çin'de Barit Radyasyon Koruma Uygulamaları Üzerine Araştırmaların Mevcut Durumu
(1) İnşaat Sektörü
She Ziying, ana agrega olarak barit kullanan barit betonunun, görünür yoğunluğu ve sıkılığı artırarak X ışınlarına ve gama ışınlarına karşı etkili bir koruma sağladığını öne sürdü.
Gao Yuxin ve arkadaşları, yüksek yoğunluklu barit kumunu çimento ile birleştirerek barit radyasyon koruma betonu geliştirdiler. Elde ettikleri nihai ürün, mükemmel mekanik özelliklerini korurken 3600 kg/m³'ün üzerinde görünür bir yoğunluğa ulaştı.
Yang Yibo ve arkadaşları, ağır agrega olarak demir kumu ve barit içeren ağır betonu incelediler. Çalışmaları, bu malzemenin, nötron radyasyonuna karşı koruma standartlarını karşılayan ve görünür yoğunluğu 3600 kg/m³'ü aşan C30 nötron radyasyonuna karşı koruma sağlayan ağır beton üretmek için kullanılabileceğini gösterdi.
(2) Tıbbi Endüstri
Liu Jinwei ve arkadaşları, nano baryum sülfat üretmek için barit kullanmayı önerdiler ve bu nano baryum sülfat daha sonra yeni bir kompozit film türü oluşturmak için viskoz iplik çözeltisine eklendi. Bu film, tıbbi X-ışını koruyucu giysilerde kullanıldı ve saf viskoz filme kıyasla 44% daha yüksek X-ışını emilimi gösterdi.
Ma Junzhi ve arkadaşları, radyasyona dayanıklı viskoz elyaf üretmek için viskoz stok çözeltisine baryum sülfat eklemek amacıyla ön eğirme enjeksiyon teknolojisini kullandılar. Baryum sülfatın elyaf içindeki eşit dağılımı, kristalliğini iyileştirdi. Testler, hem tek tek elyafların hem de elde edilen kumaşın, baryum sülfat içeriği arttıkça daha fazla X ışını emdiğini ve radyasyon koruma performansını önemli ölçüde artırdığını doğruladı.
(3) Diğer Endüstriler
Barit ayrıca cep telefonu sinyal koruma malzemelerinde dolgu maddesi olarak da kullanılmaktadır.
Yuan Quanping, paslanmaz çelik koruyucu malzemelerin barit tozu ile doldurulmasının, 100 kHz ile 139 MHz arasındaki frekanslarda 10 dB'nin üzerinde elektromanyetik koruma etkinliği sağlayabileceğini ve 22,59 MHz'de 17,99 dB'ye kadar çıktığını öne sürmüştür. Bununla birlikte, 139–341 MHz frekans aralığında koruma etkinliği 5–9 dB'ye düşmekte ve frekans arttıkça etkinlik 1 dB'nin altına inmektedir. İlginç bir şekilde, 795 MHz–1,25 GHz aralığında koruma değeri 1–3 dB'ye yükselmektedir.
Yang Huaming ve arkadaşları, barit tozu kullanarak barit bazlı kompozit iletken toz (SSB) geliştirdiler. İletken kaplamalara dahil edildiğinde, SSB, 100 nm'nin altındaki elektromanyetik dalgalar için 40 dB'lik orta düzeyde bir koruma etkinliği elde etti. MHz.
Çözüm
1. Baritin Radyasyondan Koruma Özellikleri
Barit, ana bileşeni olan baryum sülfat nedeniyle radyasyondan korunmada etkilidir. Yüksek atom kütlesine, birim hacim başına çok sayıda atoma ve yüksek fotoelektrik etki olasılığına sahip olması, radyasyon enerjisini emmede son derece verimli olmasını sağlar. Ek olarak, baryum iyonları yüksek dielektrik sabiti ve güçlü manyetizasyon yoğunluğu sergileyerek etkili elektromanyetik radyasyon zayıflatması sağlar.
2. Baritin Diğer Radyasyon Koruma Malzemelerine Göre Avantajları
Diğer radyasyon kalkanı malzemelerine kıyasla, bol miktarda küresel rezervi bulunması ve Çin'in barit üretiminde dünya lideri olması nedeniyle önemli avantajlar sunmaktadır. Diğer baryum içeren bileşiklerden farklı olarak, daha yoğun bir kristal yapıya, daha yüksek yoğunluğa, daha yüksek fotoelektrik etki olasılığına, daha basit işleme teknolojisine, daha düşük maliyete ve daha az çevresel etkiye sahiptir.
3. Mevcut Uygulamalar ve Araştırma Açıkları
Günümüzde barit, inşaat sektöründe betonun radyasyondan korunmasında ağırlıklı olarak kullanılmaktadır. Tıbbi koruyucu giysilerde ve elektronik sinyal koruma malzemelerinin kaplamalarında katkı maddesi olarak yer almaktadır. Bununla birlikte, yüksek hızlı tren ve askeri sanayi gibi alanlarda araştırma ve uygulamaları sınırlı kalmakta olup, daha fazla araştırma için potansiyel fırsatları ortaya koymaktadır.
At Destansı Toz, Geniş bir yelpazede ekipman modeli sunuyoruz ve özel ihtiyaçlarınıza uygun çözümler geliştiriyoruz.
Ücretsiz danışmanlık ve size özel çözümler için bugün bizimle iletişime geçin! uzman ekip Toz işleme süreçlerinizin değerini en üst düzeye çıkarmak için yüksek kaliteli ürünler ve hizmetler sunmaya kendini adamıştır.
Epic Powder—Güvenilir Toz İşleme Uzmanınız!
