西南科技大學與廣州軍區(現南方戰區)工程科研設計所合作完成的“防氡防輻射復合體材料在國防工程中的研究與應用”項目,近日獲得中國人民解放軍總參謀部頒發的2015年度軍隊科技進步二等獎。
氡是放射性元素鈾、釷等衰變鏈的產物,易引發肺炎、支氣管癌等疾病。世界各國對于室內氡濃度都進行了嚴格限制,但針對高輻射的地下國防工程,市場上的一般材料無法應對。而防氡防輻射復合體材料突破性地解決了這一難題,被中國疾病預防與控制中心列為應急方案。
任重道遠 在挫折中攻克防氡難題
2009年尾,廣州軍區負責人找到西南科技大學董發勤教授帶領的生態環境材料團隊進行合作。2010年春,團隊組建了一支科研小組,前往該國防地下工程。在地面試驗時,科研小組研發的防氡材料效果非常好。但是在地下不透氣和濕熱的條件下,該材料氣味大、揮發性成分高、干燥速度慢的弊端就暴露了出來,項目遭受挫折。
原來,環境潮濕、不通風對工程質量影響非常大,需要研究快干型防氡材料。原有的工程墻面和地面需要進行抗滲、抗裂處理,這對防氡層的保護、延長工程的使用壽命至關重要。高氡濃度、高濕熱環境、霉菌易滋長,需要防氡材料具有很好的耐高濃度氡輻射化、耐濕熱老化、耐霉菌老化性能。
課題組采用理論設計和實驗研究,實驗室和典型工程相結合的方式,綜合運用材料學、物理化學、高分子材料學、礦物學、分析化學等多種原理進行項目設計、研究和開發,在近一年的時間里,逐個攻克難關,在國內外率先設計出了多功能高氡輻射防護涂層。
2011年春,科研小組帶著新研發的防氡材料再次前往該國防地下工程。這一次,該材料的防氡效果特別明顯。科研小組進行了一年的跟蹤檢測,防氡效果依然十分顯著,順利通過了軍方的使用評估,已在×××(保密名稱)等大型國防工程中應用。
成果推廣 防氡防輻射復合體材料惠及大眾
近幾年,該防氡防輻射復合體材料技術相繼通過了中國疾病預防控制中心、國家建筑材料測試中心、國家防火建筑材料質量監督檢測中心的合格檢驗,并獲得四川省科技廳組織成果鑒定。多項試驗表明,該技術不僅可以運用于國防、人防工程,它在地下停車場、地下購物中心,以及氡污染較為嚴重的地面建筑等場所也能起到很好的防氡輻射作用。
北京小湯山某別墅區氡濃度嚴重超標,威脅著居民的身心健康。2013年,在中國疾病預防與控制中心輻射防護研究所牽頭下,對小湯山別墅區部分房屋使用了生態多功能高氡輻射防護涂層進行處理,效果顯著,至今氡濃度一直處在80Bp/m3以下。
2014年,西南科大課題組與中國疾病預防與控制中心輻射防護研究所共同申報成功一項關于室內氡污染控制的國家自然科學基金面上項目。針對地下工程和地面工程,提出了診斷檢測—治理設計—治理施工—效果評估模式,安全可靠地解決室內氡污染問題,目前在北京、四川、廣州設置了3個樣本點,開展應用試驗。針對民用工程,正在設計成本低、效果好、針對性強的防氡材料。
科研育人 以實踐培養創新型專業人才
“任何一個科研項目的成功,都需要師生的合作。”科研小組鄧躍全教授說。防氡防輻射復合體材料的研發期間,共有20多名學生參與其中,同學們據此發表了很多優秀論文。
西南科大材料專業的碩士研究生曲瑞雪,從2009年開始,剛上研一的他便參與到防氡防輻射復合體材料項目。主要負責高性能防氡涂料的研究開發的他,指導工人進行產品施工、性能檢測。他說:“參與這個項目讓我的專業知識更加扎實,同時在不斷的實驗過程中提高了動手能力。及時找出問題、科學分析問題,根據不同問題,找到最佳應對方法。”