核辐射屏蔽
一是在核工业领域的应用
核燃料贮存器，核电站的热室屏蔽板，导源罐，放射源的屏蔽罐，核潜艇的堆心屏蔽板，原子弹爆炸时用的功能复合材料等。
二是在核医学领域的应用
由于核医学的发展，屏蔽短寿命的医用同位素（131I、99Tc、18F）目前大量的采用高密度钨合金屏蔽材料。从医用同位素的生产、运输、分装到医务人员给病员的服务，一系列的医用同位素流转过程中都需高密度钨合金的器具用做射线防护。目前在大量使用的有各种功能的高密度钨合金罐、套等屏蔽器具。
研究发现，金属的高密度性质对辐射有很好的屏蔽效应，并且随着金属的密度的增大对辐射的屏蔽性也越好。因此高密度钨合金产品对放射性物质有很好的屏蔽效益。
在现有金属中铅和钨合金的密度相对较大。金属铅用的比较早，但在长期使用过程中暴露出一些问题。铅本身和其化合物对人体各组织均有毒性。钨本身不具毒性也不会产出放射性物质。
钨合金产品密度高达15.20~18.70g/cm3，又被称为钨基高比重合金、高比重钨合金、高密度合金材料。硬度高达36HRC，体积小、耐磨损、无毒无污染，对x射线和γ射线的吸收比铅高30~40%，具有较好的钢性，使用中难以变形，并能提供极其有效的辐射源保护，特别是在空间有限的应用中。因此在制作屏蔽件产品中一般使用高密度钨合金。
进行屏蔽设计时，可根据要求屏蔽层达到的总的减弱倍数计算屏蔽材料的厚度。
K：屏蔽层的总减弱倍数
△1/2：该屏蔽材料的半值层值
d：屏蔽层厚度，其单位同半值层厚度，需要将半值层的质量厚度换算成材料的厚度时，再除以材料的密度即可得到。
钨合金产品符合AMS-T-21014/AMS 7725E（MIL-T-21014）/ASTM B 777-19标准规范。
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钨合金产品等级表1
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等级
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W含量（%）
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粘合剂（%）
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密度（g/cm³）
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硬度MAX（HRC）
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Class1
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90%W
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10% NiFe/NiCu
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16.85-17.30
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24-32
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Class2
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92.5% W
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7.5% NiFe/NiCu
|
17.15-17.85
|
24-33
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Class3
|
95% W
|
5% NiFe/NiCu
|
17.75-18.35
|
24-33
|
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Class4
|
97% W
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3% NiFe/NiCu
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18.25-18.85
|
24-35
|
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标准号
|
ASTM B777-19(2020)
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发布机构
|
美国-美国材料与试验协会（US-ASTM）
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钨合金产品等级表2 |
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等级 |
W含量（%） |
粘合剂（%） |
NiFe粘合剂（%） |
NiCu粘合剂（%） |
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|
抗拉强度Rm（MPa） |
屈服强度RP0.2（MPa) |
延伸率（%） |
抗拉强度Rm（MPa） |
屈服强度RP0.2（MPa) |
延伸率（%） |
|||
|
Class1 |
90%W |
10% |
110（758） |
75（517） |
5 |
94（648） |
75（517） |
2 |
|
Class2 |
92.5% W |
7.5% |
110（758） |
75（517） |
5 |
94（648） |
75（517） |
2 |
|
Class3 |
95% W |
5% |
105（724） |
75（517） |
3 |
94（648） |
75（517） |
1 |
|
Class4 |
97% W |
3% |
100（689） |
75（517） |
2 |
/ |
/ |
/ |
|
标准号 |
ASTM B777-19(2020) |
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发布机构 |
美国-美国材料与试验协会（US-ASTM） |
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