VẬT LIỆU CHE CHẮN VÀ MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU CHE CHẮN 3.1 Vật liệu che chắn
3.1.1.2. Đặc tính của chì trong việc che chắn tia X.
Đặc tính che chắn bức xạ của chì chủ yếu là do khối lượng riêng của nó. Chì có khối lượng riêng 11,3 g/cm3, điều này có nghĩa là với cùng một thể tích thì khối lượng của nó lớn hơn so với các vật liệu khác. Điều đáng quan tâm hơn ở mật độ của chì là một photon có khả năng ion hóa dễ tương tác với một điện tử quỹ đạo và có thể bị hấp thụ. Khối lượng riêng càng tăng khi số hiệu nguyên tử tăng. Một vài nguyên tố khác có khối lượng riêng lớn hơn chì và do đó sẽ che chắn tốt hơn chì nhưng chúng rất hiếm hoặc đắt tiền. Ví dụ vàng, bạch kim, chất độc hại như thủy ngân và chất phóng xạ như Uranium (18,95 g/cm3) và Plutonium (19,84 g/cm3). Chì được sử dụng trong che chắn bởi vì nó tương đối rẻ, phổ biến và dễ dàng tạo thành thỏi hoặc tấm chì. Khi thể tích của tấm chắn được xem xét khi thiết kế thì Titan hoặc Unrani nghèo (chủ yếu là U238) được thay thế cho chì.
Hầu hết các photon ion hóa (gamma và tia X) tương tác với vật chất thông qua hai quá trình chính là hiệu ứng quang điện và tán xạ Compton. Trong hiệu ứng quang điện, năng lượng từ một photon được hấp thụ hoàn toàn bởi một electron liên kết bên trong nguyên tử. Kết quả là electron bị bứt ra khỏi nguyên tử, năng lượng photon biến thành động năng của electron và để lại trong nguyên tử một lỗ trống. Lỗ trống ngay sau đó được lấp đầy bởi các electron từ lớp ngoài với năng lượng liên kết nhỏ hơn (từ lớp L hay M). Chính sự dịch chuyển này đã tạo ra tia X đặc trưng. Electron thoát ra va chạm với các điện tử xung quanh và thường chỉ đi được vài mm.
Trong tán xạ Compton, photon chỉ còn lại một phần năng lượng khi tương tác với electron liên kết trong nguyên tử, các photon tán xạ có năng lượng thấp hơn ban đầu và phụ thuộc vào góc tán xạ. Nếu photon tương tác trực diện với điện tử, năng lượng photon sẽ được chuyển hết cho electron giật lùi và photon bị tán xạ theo hướng ngược lại. Điều này tiếp tục diễn ra nhiều lần cho đến khi tất cả hay hầu hết năng lượng của photon được hấp thụ bởi sự tương tác với các điện tử quỹ đạo trong tấm chắn. Cuối cùng, năng lượng của photon được chuyển thành nhiệt, thông thường lượng nhiệt này không nhận thấy được. Trong thực tế, các nguồn bức xạ vô cùng lớn, được bảo vệ trong thùng bằng chì thường cảm thấy hơi ấm hơn so với môi trường xung quanh khi chạm tay vào.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng dù có tấm chắn chì dày thì một số photon ion hóa vẫn xuyên qua được. Photon ion hóa như tia X hoặc tia gamma có thể giảm cường độ nhưng không bao giờ bị hấp thụ hoàn toàn chỉ với một lớp che chắn. Lá chắn thiết kế đúng được thiết kế để hấp thụ hầu hết các photon, do đó chỉ có vài phần trăm các photon xuyên qua được tấm chắn.
Hiện nay trên thị trường chì có giá từ 60.000đ - 64.000đ/kg. Bề dày chì cho phòng X-quang từ 1,5-2 mm. Thời gian sử dụng có thể từ 18-25 năm. Phòng X- quang 14m2 cần khoảng 972 kg chì.
3.1.2. Bê tông
Bê tông ( gốc từ béton trong tiếng Pháp) là một loại đá nhân tạo, được hình thành bởi việc nhào trộn các thành phần: cốt liệu thô (đá, sỏi,... đôi khi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ); cốt liệu mịn (thường là cát, đá mạt, đá xay,...); chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường,...) theo một tỷ lệ nhất định tạo nên một hỗn hợp keo. Hỗn hợp keo này biến đổi qua một quá trình lý hóa khá phức tạp và đông kết tạo thành đá xi măng. Toàn bộ quá trình này diễn ra trong 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn sẽ đạt cường độ tiêu chuẩn được qui ước trong tính toán và thiết kế công trình.
Có các loại bê tông phổ biến là: bê tông nhựa, bê tông Asphalt, bê tông Polime, bê tông tươi Holcim Home Beton và các loại bê tông đặc biệt khác. Trong xây dựng các công trình, cốt thép được đưa vào trong bê tông đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông, được gọi là bê tông cốt thép.