Повышение защитных свойств низкосортной древесины путем пропитки и уплотнения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат технических наук Белоногова, Наталья Александровна

• Белоногова, Наталья Александровна
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Белоногова, Наталья Александровна

Оглавление

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Некоторые сведения о нейтронных потоках и требования к защитным материалам

1.2. Существующие материалы для защиты от нейтронных потоков

1.3. Анализ возможности использования древесины для защиты от нейтронных потоков

1.4. Анализ способов получения древесных материалов

для защиты от нейтронных потоков

1.5. Выводы и задачи исследований

2. Теоретические исследования способов увеличения защитных свойств древесного материала

2.1. Некоторые сведения о взаимодействии нейтронных потоков с водородосодержащими материалами

2.2. Сведения о капиллярно-пористой структуре древесины

2.3. Сущность процесса пропитки древесины боросодер-жащими веществами

2.4. Теоретическая модель пропитки древесины в поле

центробежных сил

2.5. Выводы к теории пропитки

3. Методика экспериментальных исследований

3.1. Методика планирования и проведения экспериментальных исследований пропитки древесины раствором борной кислоты

3.2. Методика обработки экспериментальных исследований по пропитке древесины

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований по определению физико-механических характеристик пропитанной раствором борной

кислоты уплотненной древесины

3.4. Методика обработки экспериментальных данных при

исследовании физико-механических характеристик модифицированной древесины

4. Результаты экспериментальных исследований повышения защитных свойств низкосортной древесины

4.1. Исследование процесса пропитки древесины раствором борной кислоты

4.2. Исследование физико-механических характеристик модифицированной древесины

4.3. Исследование защищающей способности пропитанных раствором борной кислоты и уплотненных образцов древесины при воздействии потоков

нейтронов

5. Технико-экономические и технологические результаты

применения нового материала

5.1. Конструктивное оформление нового материала

5.2. Технологическая схема организации производства защитного материала из древесины

5.3. Экономическое обоснование применения центробежной пропитки древесины для создания нейтро-но-защитного материала

Заключение

Литература

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение защитных свойств низкосортной древесины путем пропитки и уплотнения»

Введение

Для защиты от нейтронных потоков применяется целый ряд уже апробированных материалов [38], [51], [54]. Но задачи, связанные с дальнейшим совершенствованием мероприятий по радиационной безопасности, проектированием и созданием новых защит, обуславливают постановку вопроса о поиске новых материалов, их сочетаний с уже известными защитными материалами и о повышении эффективности такого поиска.

Защитные материалы, применяемые в настоящее время, имеют ряд существенных недостатков, а некоторые, имевшие широкое применение, такие как, «Меийи&ор» запрещены к использованию.

Требования, предъявляемые к защитным материалам, неоднократно сформулированы в специальной литературе [6], [15], [74]. Не перечисляя их всех, следует отметить, что для защиты от нейтронных потоков малых и средних энергий широко и эффективно используются бориро-ванные вещества и материалы с высоким содержанием водорода [13], [16], [22], [39], [59]. Именно атомы водорода и бора являются лучшим препятствием глубокого проникновения нейтронов в вещество. На атомах водорода и бора происходит максимальная потеря энергии нейтронов. Кроме этого борирование древесины повышает ее био- и огнестойкость.

Сравнительные исследования способов введения бора в древесину позволяют утверждать, что наиболее рационально осуществлять этот процесс путем пропитки древесины боросодержащими препаратами. Причем наиболее равномерно атомы бора распределяются при сквозной пропитки встречно-центробежным способом.

Анализируя литературные источники, посвященные проблеме защиты от нейтронного излучения, можно сделать вывод, что древесина и древесные материалы, содержание в единице объема не меньшее, а часто и большее количество атомов водорода, чем традиционно исполь-

зуемые материалы, не рассматриваются и не изучаются как защитные материалы.

Для определения параметров процесса модификации древесины необходимо:

создать математическую модель процесса пропитки древесины в поле центробежных сил;

установить закономерности и уравнения связи для расчета режимов пропитки;

определить показатели защитных свойств нового материала из древесины от нейтронных потоков;

провести оценку экономической целесообразности и эффективности использования центробежного поля для сквозной пропитки древесины;

разработать технологическую схему процесса производства защитного материала из древесины.

Выполнение вышеперечисленных теоретических и экспериментальных исследований позволяет создать новый защитный материал из древесины, который должен найти широкое применение при строительстве объектов атомной энергетики, а также позволяет расширить и углубить представление о процессах обработки древесины и внести определенный научный вклад в новое направление по переработке низкосортной древесины.

Заключение диссертации по теме «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства», Белоногова, Наталья Александровна

2.5. Выводы к теории пропитки

По результатам теоретических исследований процесса пропитки древесины раствором борной кислоты в поле центробежных сил можно сделать следующие выводы и замечания.

1. В результате анализа полученных зависимостей можно утверждать, что способ пропитки древесины водорастворимыми составами и, в частности, раствором борной кислоты в поле центробежных сил с целью создания материала для защиты от нейтронных потоков является наиболее рациональным способом сквозной, равномерной по сечению образца пропитки.

При этом, из известных способов пропитки лучшим является способ встречной центробежной пропитки.

2. Учитывая цель пропитки, в качестве определяющих исследуемых факторов были выбраны: по принципу функционального назначения защитного материала: равномерность распределения пропитывающего состава, а значит и атомов бора, по объему образца; из технико-экономических соображений: время пропитки.

Кроме указанных основных параметров полученные зависимости позволяют оценить общие закономерности влияния на процесс пропитки особенностей микро- и макростроения древесины, параметров пропитывающей жидкости и конструктивных параметров оборудования.

3. Выведенные зависимости (2.32), (2.41) и (2.46) для различных видов центробежной пропитки позволяют определить время пропитки образцов, исходя из следующих параметров: вязкость пропитывающей жидкости, порода древесины и угловая скорость вращения ротора центрифуги. При этом определено, что параметры процесса пропитки в поле центробежных сил возможно бесступенчато регулировать за счет изменения угловой скорости.

4. Теоретическая оценка схемы распределения действующих сил (см. рис. 2.3) при протекании процесса пропитки встречно-центробежным способом позволяет сделать заключение, что при таком способе пропитки не образуются газовые каверны (эффект Жамена), не оказывают существенного влияния сучки и свилиеватость древесины, а также исключены процессы инфильтрации пропитывающей жидкости.

5. В результате анализа полученных зависимостей выявлены влияющие на процесс пропитки: скорость вращения ротора центрифуги, время пропитки, влажность древесины.

Экспериментальное подтверждение данных выводов приводится в главе 4.

3. Методика экспериментальных исследований

3.1. Методика планирования и поведения экспериментальных исследований пропитки древесины раствором борной кислоты

Планирование эксперимента является локальным методом исследования факторного пространства и используется как для задач оптимизации, так и для интерполяции многофакторных процессов.

Под планированием эксперимента обычно понимают [3], [5], [69] процедуру выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью.

Существуют активные и пассивные эксперименты. В случае, когда исследователь наблюдает за каким-то неуправляемым процессом, не вмешиваясь в него, или выбирает экспериментальные точки интуитивно, эксперимент считается пассивным. Эксперимент, при котором исследователь применяет статистические методы перед постановкой опытов, разрабатывает схему эксперимента, а также активно управляет условиями проведения опытов, принимая решение о дальнейших действиях, называется активным.

Основные преимущества активного эксперимента связаны с тем, что он позволяет: минимизировать общее число опытов; одновременно варьировать всеми переменными и оптимально использовать факторное пространство; многочисленные мешающие факторы превращать в случайные величины; выполнять исходные предпосылки регрессионного анализа; использовать математический аппарат, формализующий действия экспериментатора.

При рассмотрении объема исследований различают два вида параметров: входные-управляемые и выходные параметры. Связь между ними характеризуется математическими моделями. Кроме этого, на объект воздействуют неуправляемые факторы.

Основные факторы, характеризующие процесс пропитки древесины в центробежном поле, при экспериментальных исследованиях подразделяем на контролируемые, управляемые и входные.

Контролируемые независимые параметры: порода древесины, пред-пропиточная влажность и температура древесины, размеры и геометрическая форма образцов, вязкость пропитывающего раствора.

Управляемые независимые параметры: скорость вращения ротора центрифуги, температура пропитывающего раствора, время пропитки.

Выходные параметры: общее количество поглощенного раствора, равномерность распределения борной кислоты по объему образцов.

Выбранные выходные параметры удовлетворяют требованиям эффективности, универсальности, имеют физический смысл, выражаются числом и легко вычисляются.

На основании анализа литературных источников по планированию эксперимента [3], [5], [69] было принято решение о проведении многофакторного эксперимента. В этом случае опыты планируются сериями, однако значения всех факторов изменяются от опыта к опыту. Проведение многофакторных опытов значительно сокращает время и затраты труда на проведение эксперимента, позволяет быстро и точно получить уравнение регрессии.

Теоретические исследования процесса пропитки древесины под действием центробежного поля, наличие априорной информации по этому вопросу показали, что общее поглощение пропитывающего раствора в зависимости от влияющих факторов при определенных условиях носит линейный характер. Поэтому с целью получения математической модели были выбраны полный факторный (ПФЭ) активный, управляемый, интерполяционный, двухуровневый, четырехфакторный, композиционный с В-планом, отвечающий условиям симметричности и ортогональности [5], [23].

Из литературных источников и теоретических исследований [29], [63], [64] было сделано предположение, что основное влияние на величину общего количества поглощенной жидкости при пропитке оказывают следующие факторы: скорость вращения ротора центрифуги, длина образца, время вращения ротора центрифуги, начальная влажность древесины.

На основании технической информации, конструктивных особенностей центрифуги были выбраны основные уровни факторов и интервалы их варьирования (табл. 3.1).

Заключение

Теоретические и экспериментальные исследования повышения защитных свойств низкосортной древесины путем пропитки и уплотнения позволили получить следующие результаты.

1. Древесина может эффективно использоваться в качестве защитного материала от нейтронных потоков при условии сквозной пропитки бо-росодержащими растворами и уплотнения ее структуры (8 = 0,5).

2. На основании теории движения жидкости по капилляру и принятой модели капиллярно-пористой структуры древесины разработана математическая модель сквозной пропитки в центробежном поле.

3. Установлены закономерности процесса пропитки и уравнения связи, позволяющие рассчитывать режимы пропитки и степень насыщения древесины раствором борной кислоты.

4. В результате анализа полученных теоретических зависимостей и экспериментальных проверок установлено, что пропитка в поле центробежных сил водорастворимыми составами обеспечивает сквозное равномерное по сечению образца проникновение раствора.

5. Основными факторами, влияющими на процесс пропитки, являются: скорость вращения ротора центрифуги, время пропитки, порода и начальная влажность древесины.

6. Результаты статистической обработки экспериментальных исследований, в сравнении с аналитическими зависимостями, показывают удовлетворительную сходимость.

7. Древесина, пропитанная пятипроцентным раствором борной кислоты и уплотненная до степени 8 = 0,5 может быть использована в качестве биологической защиты от нейтронных потоков.

8. Эффективность защиты из модифицированной древесины от потоков быстрых нейтронов (Е < 10 МэВ) аналогична эффективности защиты из полиэтилена ПС-20-5Б и материала "Neutrostop".

9. Эффективность защиты модифицированной древесины при воздействии тепловых нейтронов (0,005 эВ < Е < 0,02 эВ) в два-три раза превышает эффективность защиты из полиэтилена ПС-20-5Б и материала "Neutrostop" при одинаковых размерах защитных блоков.

10. Разработанная технологическая схема процесса получения блоков из модифицированной древесины обеспечивает производство блоков с заданными показателями защищающих свойств от нейтронных потоков.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Белоногова, Наталья Александровна, 1999 год

Литература

1. Аравин В.И., Нумеров С.М. Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде. — М., 1953. — с. 45-53.

2. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. Пер. с англ. — М.:Мир, 1979, —568 с.

3. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. — М.:Наука, 1978. — 110 с.

4. Александров П.А. Экспериментальное исследование электрокинетического способа обезвоживания древесины. — В кн.: Новое в технике и технологии лесосплава. Под ред. Патякина В.И. —Л..ЛДНТП, 1976. —с. 3640.

5. Андреев A.A. Математическое планирование эксперимента. — Л..ЛТА, 1982. —150 с.

6. Арабей Б. Г. Поглощающие материалы для регулирования ядерных реакций: Справочник. Пер. с англ. — М.:Атомиздат, 1965. — 480 с.

7. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов. — М.:Лесная промышленность, 1978. — 288 с.

8. Баженов В.А. Водопроницаемость древесины. — В кн.: Труды Института леса. Т.9. — 1953. — с. 186-204.

9. Буглай Б.М., Гончаров H.A. Технология изделий из древесины. — М..Лесная промышленность, 1985. — 480 с.

10. Батенков О.И. Нейтронная физика. — М.:ЦНИИАтомнадзора, 1984,—480 с.

11. Бекурц К., Виртц К. Нейтронная физика. — М.:Атомиздат, 1968. —

456 с.

12. Бетчелор Дж. Введение в динамику жидкости. — М., 1973. — 778

с.

13. Бовей Ф. Действие ионизирующих излучений на природные и синтетические полимеры. — М. Иностранная литература, 1959. — 295 с.

14. Булыгин Н.Е. Дендрология. — М.:Агропромиздат, 1985. — 376 с.

15. Вакин А.Т. Хранение круглого леса. — М.:Лесная промышленность, 1964. —428 с.

16. Васильев Ю.А. и др. Нейтронная физика. — М.:Госатомиздат, 1976.— 380 с.

17. Васильев П.В. Лес и древесина в будущем. — М.:Лесная промышленность, 1973. — 310 с.

18. Виснер Т., Фенгер Д. Древесина. Химия, ультраструктура и реакции. Пер. с англ. под ред. Леоновича. — М..Лесная промышленность, 1988. — 291 с.

19. Власов H.H. Нейтроны. — М.:Наука, 1971. — 380 с.

20. Володин А.Н. Влияние различных антисептиков на физико-механические свойства древесины. — В кн.: Свойства древесины, ее защита. — М. .Наука, 1986. — с. 40-58.

21. Воронов А.Г. Геоботаника. —М.:Агропромиздат, 1980. —411 с.

22. Галанин А.Д. Введение в теорию ядерных реакторов на тепловых нейтронах. — М.:Энергомашатомиздат, 1984. — 310 с.

23. Гуров C.B. Планирование и статистическая обработка результатов экспериментов. Методические указания. — С-П6..ЛТА. — 31 с.

24. Голубев Б.М. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений: Учебник для ВУЗов — М.:Атомиздат, 1976. — 504 с.

25. Горшин С.Н. Консервирование древесины. — М.:Лесная промышленность, 1977. — 336 с.

26. Гусев Н.Ф. Движение жидкости в древесине. — В кн.: Труды МЛТИ. Т.1. Вып.1. — М.,1950. —48 с.

27. Гуревич И.И., Протасов В.П. Диффузия и замедление нейтронов.

— М.:Атомиздат, 1986. — 235 с.

28. Дегтярев С.Ф. и др. Методическое исследование оптимальности двухслойной защитной композиции из стали и полиэтилена. В кн.: Защита от ионизирующих излучений. — М.:Энергомашатомиздат, 1988. — с. 99-103.

29. Домбург Г.Э., Скрипченко Т.М. и др. Взаимодействие древесины и ее компонентов с борной кислотой. II Химия древесины. Рига:3нание, 1982. №3, —с. 110-125.

30. Дубинская Н.А., Цельмиллере М.Я. Методика определения бора в древесине при помощи п-а радиографии. // Известия АН Латв. ССР, №6. — Рига, 1973. — 9 с.

31. Ермолин В.М. и др. Проницаемость сырой древесины жидкостями. В кн.: Современные проблемы древесиноведения. — Красноярск, 1988.

— с. 103-115.

32. Заречник О.С., Лозовой Б.Л. К вопросу о вычислении величины смачивания твердых поверхностей жидкостями. II Известия ВУЗов, Т.З, Вып.4 — М., 1960.—с. 18-30.

33. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивания. — М..Химия, 1974. —

148 с.

34. Знотс У.А. Исследование возможности активации проникающей способности жидкости в древесину. // Химическая защита древесины. — Ри-га:3нание, 1982.— с. 160-168.

35. Знотс У.А. Химическая защита древесины. В кн.: Доклады на XXI Всесоюзном координационном совещании. — Рига:3нание, 1982. —с. 183.

36. Инструкция по химическому анализу растворов водорастворимых антисептиков и пропитанной ими древесины. — Архангельск: ЦНИИМОД, 1973. — 35 с.

37. Ильин Л.И. Против нейтронной смерти. — М.:Наука, 1985. — 143

с.

38. Исаев Б.М., Брегадзе Ю.И. Нейтроны в радиобиологическом эксперименте. — М. .Наука, 1967. — с 291.

39. Исаков Я.И., Казарновский М.В. и др. Нестационарное замедление нейтронов. — М.:Наука, 1984. — 217 с.

40. Казачковский О.Д. Реакторы на быстрых нейтронах. Взгляд в будущее. — М.:Атомная энергия, 1989, Т.6. — 300 с.

41. Калниньш А.Я. и др. Консервирование и защита лесоматериалов. — М.:Лесная промышленность, 1971. —423 с.

42. Калниньш А.Я., Эрмуш H.A. Перспективы применения новых бо-росодержащих препаратов для защитной обработки древесины. В кн.: Достижения науки в области защитной обработки древесины. — М..Лесная промышленность, 1979. — с. 40-62.

43. Колосовская Е.А. Исследование форм связи влаги с древесиной. //Химия древесины. Рига.Знание, 1981. №5. — с. 7-12.

44. Комочков М.М. Защита от нейтронов, генерируемых в мишенях протонами с энергией от 25 до 400 МэВ. // Известия АН СССР. — Дуб-на:Атомиздат, 1973. — 191 с.

45. Комочков M.M. и др. Практическое руководство по радиацонной безопасности на ускорителях заряженных частиц. — М.:Атомиздат, 1986. — 168 с.

46. Краскова Л.А. и др. Определение бора в древесине. // Научные труды ЦентрНИИ. Вып.26. — М.:Лесная промышленность, 1971. —240 с.

47. Кривцов A.C., Свирин М.И. и др. Групповая библиотека выхода фотонов при неупругих взаимодействиях нейтронов с ядрами конструкционных и защитных материалов. В кн.: Нейтронная физика. Материалы I конференции по нейтронной физике. Т.1. — М., 1987. — 300 с.

48. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. — М.:Наука, 1988. —

533 с.

49. Леонович A.A. Огнезащита древесины и древесных материалов. — С-Пб.:ЛТА, 1994. — 185 с.

50. Леонтьев Н.Л. Техника испытаний древесины. — М.:Лесная промышленность, 1970. —160 с.

51. Маргулис У.Я. Радиация и защита. — М.:Атомиздат, 1974. — 158

с.

52. Максименко H.A. Исследование условий возникновения различных типов защитных оболочек при пропитке древесины боросодержащими препаратами. В кн.: Химическая защита древесины. — Рига:3нание, 1982. — 240 с.

53. Маркарянц В.П., Гущина В.В. Физико-механические свойства облученной древесины осины. В кн.: Сборник трудов Всесоюзного НИИ деревообрабатывающей промышленности. Вып.4. — 1970. — с. 87-96.

54. Машкович В.П. Защита от ионизирующих излучений: Справочник. Изд. 3-е, часть II. — 1982. — 296 с.

55. Марков В.И. Обоснование и разработка баро-гидравлического способа повышения качества древесного сырья. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. — Л.:ЛТА, 1985. — 290 с.

56. Милинчук В.К. Основы радиационной стойкости органических материалов. — М.:Атомиздат, 1994. — 218 с.

57. Николаевский В.М. Капиллярная модель диффузии в пористых средах. // Известия АН СССР, №4 — М., 1979. — с. 210.

58. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методом планирования экспериментов. — М.:Машиностроение, 1980.

— 303 с.

59. Новиков В.М. и др. Ядерные реакторы повышенной безопасности.

— М.:Энергоатомиздат, 1993. — 360 с.

60. Огарков Б.И. Обоснование изменения механических свойств древесины в процессе прессования. В кн.: Современные проблемы древесиноведения. — Воронеж, 1981. — 260 с.

61. Оптимизация радиационной защиты на основе соотношения затраты - выгода. Публикация №37 МКТЗ. — М.:Атомиздат, 1985. — 96 с.

62. Отчет по НИР "Создать экологически безопасное производство торцового паркета из вершинной части ствола и отходов лесозаготовок". — С-ПБ.:ЛТА. — Гос. per. №01940000935.-49 с.

63. Патякин В.И., Тишин Ю.Г., Базаров С.М. Техническая гидродинамика древесины. — М.:Лесная промышленность, 1990. — 300 с.

64. Патякин В.И. Проблема повышения плавучести круглых лесоматериалов. — М.:Лесная промышленность, 1976. — 263 с.

65. Полубояринов О.И. Плотность древесины. — М.:Лесная промышленность, 1976. —160 с.

66. Пижурин A.A. Современные методы исследований технологических процессов в деревообработке. — М.:Лесная промышленность, 1972. — 247 с.

67. Прохоров Ю.В., Розанов Ю.А. Теория вероятностей. — М.:Наука, 1973.—211 с.

68. Расев А.И. Некоторые задачи в области исследования процессов пропитки древесины. В кн.: Химическая модификация древесины. — Ри-га.Знание, 1975.-е. 161-180.

69. Родионов П.М. Основы научных исследований. —Л.:ЛТА, 1989. —

99 с.

70. Серговский П.С. Гидротермическая обработка древесины. — М.:Лесная промышленность, 1981. — 304 с.

71. Скорняков H.H. Ослабление рентгеновских лучей пластиками из цельной древесины. В кн.: Технология древесных плит и пластиков. Межвузовский сборник. Вып 5. — Свердловск, 1978. — с. 23-38.

72. Соколов В.И. Центрифугирование. — М.:Химия, 1978. — 405 с.

73. Терентьев В.Я. Влияние боросодержащих антисептиков на физико-механические свойства древесины. В кн.: Конструкции из клееной древесины и пластмасс. — Л., 1978. — с. 111-118.

74. Ткаченко В.В. Дозиметрия и защита от излучений. Конспект лекций. ОЦАЭ. — Обнинск, 1990. — 80 с.

75. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Статистический анализ данных на компьютере. Под ред. Фигурнова В.Э. — М.:ИНФА-М, 1998. — 528 с.

76. Уголев Б.Н. Испытание древесины и древесных материалов. — М„ 1965. —252 с.

77. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами товароведения. — М.:Лесная промышленность, 1971. — 174 с.

78. Фломина Е.Е. и др. Диффузия боросодержащих антисептиков в древесину. // Деревообрабатывающая промышленность. №10. — М., 1971.

— 135 с.

79. Фрейдин A.C. Действие ионизирующих излучений на древесину и ее компоненты. — М.:Гослесбумиздат, 1961. — 113 с.

80. Харук Е.В. Проницаемость древесины газами и жидкостями. — Новосибирск.Наука, 1976. —190 с.

81. Холев С.Р. Основы ядерной и нейтронной физики. — ОЦАЭ. Обнинск, 1989. —112 с.

82. Хунт М., Геррант Д. Консервирование древесины. — М.:Гослесбумиздат, 1961. —454 с.

83. Цельмиллере М.Я., Дубинская H.A. Определение распределения антисептика ВЕК в древесине березы и осины, пропитанной методом вымачивания. В кн.: Химическая модификация древесины. — Рига.Знание, 1975.

— с. 168-192.

84. Чудинов B.C. Вода в древесине. — Новосибирск:Наука, 1984. —

270 с.

85. Шапиро Ф.Л. Физика нейтронов. В кн.: Собрание трудов. Т.1. — М.: Наука, 1976. —458 с.

86. Школьский Э.В. Атомная физика. Т.2. — М.:ГИТТЛ, 1984. — 440 с.

87. Шебалин С.Ф. Нейтроны. — М.просвещение, 1969. — 389 с.

88. Эрмуш H.A. Новые боросодержащие защитные средства для древесины и древесных материалов. В кн.: Биоповреждения в строительстве. — М.:Стройиздат, 1984. — с. 140-164.

89. Эрмуш H.A. Боросодержащие антисептики и антипирены для защиты древесины. В кн.: Известия ЛНИИ. — Рига, 1988. — 210 с.

90. Baily P.J., Preston R.D. Some Aspects of Sofwood Permeability. II Flow of Polar and Non Polar liquids through Sapwood and Heartwood of Douglas Fir. // Holzforschung. 1970. В 24, H 2, p. 34^t5.

91. Practical Vacuum Treatting Plant for the Retail Lamber Yard. — Building Supply News, 1952, №1, p. 58-61.

92. Bramhall G. The Validity of Darcy Law in the Axial Penetration of Wood. — Wood Sei. and Tehnol., 1971, V5, №2, p. 121-134.

93. Baker J.M., Morgan Jn-n, Muller E.R., Savory J.C. Manipulation of Double Vacuum Sheduls in Treatment of Scots Pine Sapwood. — BWPA, An conv. Ree. of the 1973, p. 183-199.

94. Comstock G.L. Longitudinal Permeability of Green Eastern Hemlock. — For Prod. J., 1965. V15, №10, p. 441^49.

95. Hammer R.M. De Aethel //Talanta. 1980. Vol.27, №6, p. 535.

96. Kelso W.C., Gertjejausen R.O., Mossfeld R.L. The effect of air blockade upon the Permeability of Wood to liquids. — Univ. Minn. Agr. Exp. Sta. Teach. Bull. №242. 1963. p. 210.

97. Meyer P. Untersuchungen über die Dehidratisierung. Von Dokt. Diss. Stuttgart. 1977. 194 s.

98. Stamm A.J. Penetration of Hardwoods by Liquids. — Wood Sei. and Tehnol. 1973. V7, №4, p. 285-296.

99. Sucoff E.J., Chen P.Y.S., Hossfeld R.L. Permeabilty of Unseasoned Xylem of Northern white cedar. Forest. Prood. J. 1965. V15, №8, p. 321-324.

100. Sian J.F. Flow in Wood Syracuse. 1971. p. 41-55.

101. Rudman P.S. Studies in Wood Preservation. Pt. J. The Penetration of Liquids into Eucalypt Sapwoods. // Holzforschung. 1965. V15. №1. p. 513.

102. Prak A.L. Unsteady - State Gas Permeability of Wood. — Wood Sci. and Technol. 1970. V4, №1. p. 50-69.

103. Resch A. Unsteady - State Flow of Compressible Fluid through Wood. — For. Prood. J. 1967. V17. №3. p. 48-54.

104. Woods W.G. The mode of action of boron fire retardants. Westport. 1974. p. 204-217.

105. Woods W.G. Boron compounds as flame retardants in polymers. Westport. 1974. p. 120-153.

/ /' Г *** ГТ1 £ Г* с/С? !

ВОЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО-КОСМИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ имени А.Ф. МОЖАЙСКОГО

199 г.

№

197082, г. Санкт-Петербург, П-82, Ждановская ул., 13 Телефон для справок 235-64-97

54 УТВЕРЖДАЮ" ЗАМЕСГШЕЛЬ НАЧАЛЬНИКА АКАДЕМИИ

ПО УЧЕБНОЙ И ПАРШОЙ РАБОТЕ /. доктор технических лаий»рофессор

В. ФАТЕЕВ

испытаний образцов специальной древесины для защиты ог нейтронов

1, В 031 лаборатории ВИКА им,А.Ф,Можайского проведены испытания образцов специальной древесины дня защиты от нейтронного излучения

Образцы были изготовлены » лаборатории кафедры технологии лесозаготовительный производств С. -Петербургской Лесотехнической академии по технологии, разработанной там же

2, В процессе экспериментальных исследований определили еь числовые коэффициенты ослабления потоков гамма-квантов н быстых нейтронов.

При испытаниях использовались :

- Еа(Ве) источник нейтронов со средней энергией 4,5 М?В н нейтронным выходом ЗД*Ш4 нейтрон/с;

- Со-60 с энергией квантов 1.16 и 1,33 МзВ и квантовым выходом .1.7-10' квант/с;

- Ся-117 с энергией квантов 0.662 МэВ и квантовым выходом 8.8*107 квант/с.

3, Измерения проводились на нейтронной установке в геометрии - широкого» я на гамма- узкого пучка.

4, В качестве регистрирующей аппаратуры использовалась;

- при гамма-измерениях - газовый счетчик СТС-6 и пересчетный прибор ГГСО-2:

- при нейтронных измерениях - счетчик СНМ-10,окруженный замедлителем нейтронов из оргстекла

3. С целью сравнения полученных данных на этих же установках были экспериментально определены числовые коэффициенты ослабления обычной сухой древесшш,полиэтилена и парафина>прнведенные в соответсвующнх таблицах ниже, 6. Относительная погрешность измерений составляла 25- 30

Таблица 1.

Коэффициенты ослабления потока гамма-излучения Со-60

Полиэтилен Дерево Парафин Образец

2 1,2 1,1 1,1

2,8 1,1

4 1,2 1,2 1,2

5,6 1,6

6 1.3 1.2 1А

8 1,5 1,3

Коэффициешы ослабления погока гамма-тлучеппя * I I?

Й.СМ ¡ЙоЯИСИМПеН Дерево Пзрзфпн Образец

2 1,2 и и:

2.8

.......4 »\в и и

................."Сб ^............. »,8

1.3 1,в

8 2,2 1,6

Тшшшя 3.

Коэффициент ослабления нот ока нейтронов Ка('В<»)

<!,сн Погошипен Парафин Дерево Обрати

г 1,1 1.3 [ 1,он

2 8 1,4

4 и 1,1

5,6 ................Чв 1,7

81 1,2

8 1.8 1,8 и

1.3

1,5

и • млщшт образца магершша.

7. Испытанна понятии:

- при раиной ютцние мягеришт ко^ффицн^пм ослибиеиия но»ока быстрых нейгронок иетигтмвясмнгг оврящпп ггрнбггшигеггмш рявны ч ям же .жаракгеристикам для пяр».ф«на л я« ,!«?><< больше,»*«»« у об.м*шого дерева,

при равной I «шцяне мпгориапя коэффициент ослабления поток« гпммп-квчнтов испытываемых обряитл ня. {0-15 % болмнв^юм у полнчтия^н.ч я мр»фшш,я> 19*же т 2.0 % болыие.чем у обычного дерева

НАЧАЛЬНИК КАФЕДРЫ

кшгдндш те

СУМ

Н Я «Л ^НХ я ау К Д« > и ? 11 ¡\ji7~ СЛЕЯЧУК

1РЕ№>длблте.!1Ь

кяндидяг технически* ряук дон*? и г )1 > швшшх

//рштоже нае 4

^кдаю"

Зам. Л.Ф.Иоффе РАН

Сан«"*"

06. Об. 95~ /Зя/хре/юнегб 8М./

АКТ

испытаний образцов материала для защиты от

нейтронных потоков

1. В циклотронной лаборатории совместно с отделом дозиметрии Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН при участии представителя С.-Петербургской Лесотехнической Академии проведены испытания образцов N1 и N2 как материала для изготовления защиты от нейтронов.

Образцы были изготовлены в лаборатории кафедры технологии лесозаготовительных производств С.-Петербургской Лесотехнической Академии по технологии, разработанной там же (см. Приложение).

С целью получения сравнительных характеристик совместно с образцами N1 и N2 проведены испытания блоков Ыеи^обЬор и полиэтилена той же толщины, применяемых в настоящее время для защиты от нейтронов.

2. При испытании использовался Ри(Ве) источник нейтронов со средней энергией нейтронов 5.15 МэВ и выходом нейтронов 1.04-106 нейтр/с . Для получения потока тепловых нейтронов использовался этот же источник с шаровым замедлителем. Измерения проводились с приборами ВРНГ и МКС-01Р с блоками детектирования БДКН-01Р и БДКН-03Р-01. Относительная погрешность измерений не привышаег 25%. Результаты испытаний представлены в таблицах N1 и N2.

3. Испытания показали:

Эффективность защиты образцов от тепловых нейтронов в 3-г3.5 раза превышает эффективность защиты из полиэтилена.

Таблица 1

Коэффициенты поглощения , К™') и остаточная плотность потока быстрых нейтронов

(.?£»;) я тепловых нейтронов

Тип образца (Толщина 100 мм.) Исходная плотность потока нейтронов

380 нейтр/су^с | 135 нейтр/см^с 71 яейтр/смлс | 32 нейтр/см*е

рб.Н. й'б.я. рт.я. Ь'т.н! ро. Я. Ь'б.Я. рТ.Н. 17Т.З ■гост. -"п. ост. аь | "'ост. а. ** ост. -"-п. рЬ.я. ь-б.н. рт.н. й"г.н| ро.а. туб.а. рт.а. Ь'т.н ^ ОСТ. а1. ''ост. П. | гОСТ. Я. ост.

Обр. N1 310.2 3.4 36.5 10.41 39.4 3.4 14.6 9.3 1 20.0 3.5 7.2 9.9 9.6 3.3 3.3 9.6

Полиэтил. 109.8 3.5 102.6 3.7 | 39.2 3.4 35.5 3.8 ! 20.2 3.5 18.5 3.8 9.3 3.4 8.8 3.6

а

Таблица 2

Коэффициенты поглощения быстрых нейтронов и остаточная плотность их потока

Тип образца ! Исходная плотность потока нейтронов

(Толщина | 22.0 нейтр/см*с

60 мм.) |

Образец N2 | 11.0 2.0

^н^с^ор | 12.0 2.0

• Эффективность защиты образцов от быстрых нейтронов практически аналогична эффективности защиты из блоков Ыеи1гоз{,ор и полиэтилена.

• Материал образцов обладает свойством поглощения нейтронов и может быть использован для изготовления биологической защиты от нейтронов.

Зав. отделом дозиметр канд. физ.-мат. наук

Зав. циклотронной лаб доктор физ.-мат. наук

Старший научный сотрудник канд. физ.-мат. наук

/Ч угу нов И .11. /

Представитель Л ТА канд. тех. наук

Model fitting results for: BEL.yl

Береза

Independent variable coefficient std. error t.-value sie. level

BEL.xl 36.762269 9.97708 3 .6847 0.0015

BEL.x2 0.01512 0.003736 4 .0475 0.0006

BEL.x3 0.853032 0.373569 2 . 2835 0.0335

BEL.X4 -0.235624 0.062262 -3 .7844 0.0012

R-SQ. {ADJ.) = 0.9245 SE= 8.686027 MAE= 6.601914 EnarbWat= 1.253

Previously : 0.0000 0.000000 0.000000 0.000

24 observations fitted . forecast ,s ; computed for ■ 0 missing val. of dep. var.

I

I

M^-.ri^ results P £ 1 . 1 Ос и на

Inde ¡pendent variable cosfficient std. error t- value sig.leve1

BEL. xl 33.459126 8.3989 3.9838 0.0007

BEL. vV 0.012853 0.003145 4.0870 0.0006

BEL. x3 0.67582 0.314478 2.1490 0.0441

BEL. x4 -0.230067 0.052413 -4.3895 0.0003

R-SQ. (ADJ.) = 0.9208 SE= 7.312067 MAE= 5.954947 DurbWat= 1.082

Previously: 0.0000 0.000000 0.000000 0.000

24 observations fitted, forecast(s) computed for 0 missing val. of dep. var.