当你在医院做 CT 检查时，当科学家在核电站控制室工作时，当宇航员乘坐飞船探索太空时，有一种看不见的威胁始终存在 —— 辐射。

但你知道吗？现在有一类神奇的塑料正在为我们筑起安全屏障。本文将带你全面了解辐射的真面目，揭秘抗辐射塑料的防护奥秘及其在各个领域的应用。

辐射就像一个庞大的家族，成员众多，脾气各异。我们可以将它们分为电离辐射和非电离辐射两大类。

这类辐射能量较低，不会破坏物质的分子结构。比如：

• 阳光中的紫外线（适量有益，过量伤皮肤）

• 手机、微波炉产生的电磁辐射（目前无证据表明低剂量有害）

  红外线、无线电波等（生活中广泛存在）

这类辐射能量高，能破坏原子结构，对人体危害较大。主要包括：

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电离辐射对人体的伤害主要源于其对细胞 DNA 的破坏能力。根据照射剂量和时间，危害可分为：

当人体在短时间内接受超过 100 毫西弗的辐射剂量时，可能出现：

• 初期：恶心、呕吐、乏力（照射后几小时到几天）

• 中期：白细胞下降、感染风险增加（照射后 1-2 周）

• 严重时：出血、器官衰竭，甚至死亡

历史上的切尔诺贝利核事故中，许多救援人员因暴露在极高剂量辐射下，短时间内就出现了严重的急性辐射病症状。

长期接触低剂量辐射（如每年超过 10 毫西弗）可能导致：

• 细胞突变，增加癌症风险（白血病、甲状腺癌等）

• 生殖细胞受损，可能影响后代健康

• 免疫系统功能下降

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特别提醒：α 射线虽然穿透能力弱，但如果通过呼吸、饮食进入人体（内照射），其高能粒子会持续破坏周围细胞，危害极大。

普通塑料在辐射下会变脆降解，而经过特殊设计的抗辐射塑料却能临危受命。它们有的能主动屏蔽辐射，有的能在辐射下保持稳定性能。

核心优势：轻量化（密度仅为铅的 1/8）、防护效率高、易加工成型

防护机理：

• 聚乙烯中的氢原子像 "减速带"，将快中子减速为热中子

• 硼元素（碳化硼）像 "捕手"，高效吸收热中子（硼 - 10 同位素吸收截面达 3837 靶恩）

• 可添加铅颗粒增强对 γ 射线的屏蔽能力

实战案例：

• 我国 "华龙一号" 核电站用 5% 含硼聚乙烯板作为反应堆舱室屏蔽，中子通量衰减超 99%，γ 射线衰减率达 99.5% 以上

• ITER 核聚变实验堆的中子屏蔽层采用含硼超高分子量聚乙烯，50mm 厚度即可实现 98% 的热中子屏蔽效率

• 医疗 CT 室防护墙使用该材料，较传统混凝土减重 70%

核心优势：食品医疗级安全、耐辐照灭菌、成本适中

防护机理：通过添加特殊稳定剂和纳米填料，减少辐射引起的分子链断裂

实战案例：

• 医用注射器包装袋：能承受 25kGy 剂量的伽马射线灭菌，保持密封性能

• 食品辐射保鲜包装：用于肉类、果蔬的辐照杀菌处理，避免二次污染

核心优势：耐高温、高强度、极端环境下性能稳定

防护机理：分子主链的苯环共轭体系可分散辐射能量，醚键增加柔韧性。

实战案例：

核反应堆内部零部件：在累计 1000 兆拉德 γ 射线照射后，关键力学性能仍保持 80% 以上

• 放疗设备传动部件：耐受长期辐射照射而不脆化

核心优势：耐高低温、优异的电绝缘性、耐辐射老化

防护机理：分子结构中的芳香环赋予固有的耐辐射能力

实战案例：

• 航天器电缆绝缘层：抵御宇宙空间中的高能粒子辐射

• 核工业电子元件封装：在辐射环境下保持稳定的电性能

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这是一种将铁氧体吸波材料等物质制备成具有吸波、防辐射性能的粉末原料，再与热塑性塑料复合而成的材料：

性能特点：制备工艺简单、产品得率高、耗能低、环保。

防护效果：实验证明，采用此技术的手机壳防辐射率比平常的防辐射手机壳高出20%，辐射衰减率达到91%以上。

6. 耐辐射PC/ABS合金

聚碳酸酯（PC）和ABS树脂的合金材料，具有优良的耐辐射性能：

性能特点：在伽马射线辐照剂量达50kGy后，拉伸强度保持率≥80%，断裂伸长率≥60%。

应用领域：特别适用于核医学设备外壳、放射性检测仪部件，在辐射环境下长期使用不脆化、不泛黄。

聚碳酸酯是一种高级的航天复合树脂，俗称"防弹胶"。

它具有优良的综合性能：机械强度高、韧性好、耐冲击强度极高、耐热耐候性透明性好。

应用：飞机舱罩，照明设备，工业安全档板，防弹玻璃，航天服头盔。据统计，仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个，单机耗用PC约2吨

应用领域：防护服/防护罩涂层、工业涂层、航空航天部件件、光伏涂层、建筑涂料等。

这些特种塑料已成为多个高危领域的 "安全卫士"，看看它们都在哪些地方发挥作用：

• CT 室 / 放疗科：含硼聚乙烯防护门、墙面模块（屏蔽 γ 射线和散射线）

• 灭菌包装：抗辐射 PP 袋用于手术器械的伽马射线灭菌

• 放射性药物容器：特制 PEEK 容器减少药物对医护人员的辐射

• 核电站："华龙一号" 反应堆压力容器屏蔽层、乏燃料储存池衬里

• 核废料处理：含硼聚乙烯制成的运输容器和储存箱

• 核聚变实验：ITER 装置的中子屏蔽系统

航天器：卫星舱体的辐射防护层（轻量化设计降低发射成本）

• 高空飞行器：驾驶舱电子设备的耐辐射外壳

• 中子源实验室：屏蔽体和操作窗口

• 核潜艇：舱室间的辐射隔离层

• 特种装备：便携式辐射屏蔽屏障（应急处理用）

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1. 明确辐射类型：防中子选含硼聚乙烯，防 γ/X 射线选加铅复合塑料，综合防护选多元复合材料

2. 考虑使用环境：高温环境优先 PEEK/PI，医疗食品领域选 FDA 认证的 PP

3. 平衡性能与成本：常规防护用含硼聚乙烯性价比高，极端环境需特种工程塑料

专业建议：在核工业、医疗等高风险领域，务必参考材料的辐射防护测试报告（如累计耐受剂量、衰减效率等关键指标）。

从医院里的常规检查到大国重器的核安全，抗辐射塑料正用科技的力量为我们筑起隐形防线。这些看似普通的材料背后，是材料科学与辐射防护技术的完美结合。

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