无铅轻质电离辐射防护材料及其防护服研制成功

近日，武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室（下称实验室）高性能纤维制品团队在电离辐射防护材料及其防护服领域取得了重大突破。

电离辐射是一切能引起物质电离的辐射的总称，包括：高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、γ射线，这些辐射射线具有波长短、频率高、能量高等特点。电离辐射广泛地存在于自然界中，它来自于太阳和宇宙的射线，以及地壳中的放射性核素，处于地表生活的人类基本不受影响。人工电离辐射已经已广泛用于医学、探测、农业、工业和军事等领域。而专门从事人工电离辐射工作的，称为放射工作人员，时时刻刻面临核辐射的威胁。目前国际安全标准界定人体一年所能承受的辐射是1mSV，而人体所能承受辐射的限量是20mSV，超过后就会诱发相关疾病。铅衣是目前已经规模化使用的电离辐射防护服，一套医用电离辐射防护铅服重量高达10公斤以上，介入手术时穿着时长可达2小时以上，对穿着人的身体和心里造成极大的压力和负担，且铅元素对人体和环境均具有较大的毒性。因此，面向国家重大需求和人民生命健康需求，开发新型低密度无铅电离辐射防护材料及其纺织品具有重大意义。

针对国家对无铅轻质电离防护产品的需求，实验室重新设计和构建了多种元素的复合结构微球，研制出新型电离辐射防护复合材料，并通过纺织技术将其开发成新型防电离辐射服。经国防科技工业电离辐射一级计量站检测，该产品与传统铅服的性能进行对比，结果显示其密度≤4.5 g/cm³（铅的密度11.34g/cm³），X射线防护性能为≥0.25mmPb/mm（120kV）和≥0.23mmPb/mm（150kV），在同等面密度下均超过了铅服的电离辐射防护性能。该项技术的独特之处在于利用光电效应、康普顿散射、电子对效应等电离辐射防护原理，通过谐振腔多孔微观结构的精确设计和制备，使电离辐射在多孔微球中经过多次震荡并被吸收，可以将电离辐射牢牢的锁在其中，实现电离辐射防护性能的同时降低了材料的密度，并对多种高能射线均具有防护性能，能够在各种放射环境下进行深度开发。

武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室高性能纤维制品团队，于2013年围绕无铅轻质防电离辐射材料及其纺织品开展联合长期研究，不断突破新材料合成与加工的关键技术。目前，该成果已经在武汉市莎卡娜尔科技有限公司进行转化，并开发出第一代无铅轻质电离辐射防护服。该技术开发的产品能够有效替代铅基电离辐射防护服，突破了我国在无铅无毒轻质电离辐射防护服的技术空白。另外，这一独创的无铅低密度电离辐射防护材料可广泛应用于核工业、核医学、核军事等多个领域。

据项目团队负责人刘欣教授介绍，该技术是多年技术创新成果的集中体现，研发团队将与合作企业继续加大技术研发和推广力度，为市场提供更加轻质、无毒和多功能的电离辐射防护服产品，同时加快科研成果转化为生产力，引领无铅电离辐射防护材料及其产品的标准制定，不断提升国内电离辐射防护产业的发展水平，促进湖北省制造业的转型升级和可持续高质量发展。