重晶石是一种以硫酸钡为主要成分的非金属矿物，密度为4.3~4.5g/cm3，莫氏硬度为3~3.5，化学性质稳定，不溶于水和盐酸，无毒性、磁性，易吸收X射线和γ射线。我国重晶石资源非常丰富，储量虽为全球第三，但产量却是世界首位，是世界上最大的重晶石出口国，在国际市场上处于不可替代的地位。
1 含钡化合物的防辐射应用优势
钡元素在元素周期表中比铅元素靠前，本身没有放射性，而且相对原子量较大，能够与射线发生光电效应的概率高，对于防电离辐射非常有利。钡离子具有较高的介电常数或磁化强度，对于非电离辐射也有较好的磁损耗作用。其它防辐射材料，如最早的铅胶材质的防X射线服，穿着性能较差、铅氧化物存在毒性。但日本采用硫酸钡加入到粘胶溶液中纺丝的方法，研制出了强度为0.99g/d、伸度为26%的纤维，不仅穿着舒服而且不具毒性;常用的防辐射水泥有钡水泥、锶水泥，其中锶水泥防离子射线能力较钡水泥要好，但钡水泥相较于锶水泥对γ和X射线具有更好的屏蔽效果;在作为功能复合纤维板的添加材料中，重晶石粉、沸石粉和磁铁矿粉均具有一定的电磁屏蔽效能，但总体来说，填充重晶石粉稍好，填充沸石粉次之，在110kMHz以下的低频段，重晶石粉、沸石粉和磁铁矿粉电磁屏蔽效能最大值分别达到17.99、17.71和16.99dB，重晶石粉效果最佳。
2 国外重晶石防辐射应用研究现状
国外利用重晶石制作防辐射材料的应用研究相对较早。如土耳其德米雷尔大学的Akkur课题组以重晶石为粗细骨料并加入一定量的水，通过改变配比制备了3种不同的重晶石混凝土，经过测试发现，应用重晶石作为集料对γ射线有优良的屏蔽性能。Günther等利用硫酸钡、钛酸钡和氧化铋对X射线吸收的特性，研究出可吸收X射线的复合纤维，用此纤维加工生产的纱线和织物可以有效地屏蔽X射线。日本提出将硫酸钡加入到粘胶溶液中进行纺丝的方法，研制出一种新型纤维，用其制作的织物对X射线有明显的削弱效果，尤其是对6kV、2mA阴极X射线源的减弱达到了97%。
3 国内重晶石防辐射应用研究现状
（1）建筑行业
佘子盈提出以重晶石为重要骨料制作的重晶石混凝土可以增加混凝土表观密度和密实性，因此其对X射线和γ射线有很好的屏蔽能力。高育欣等将高密度的重晶石砂与水泥配合使用，最终研制出表观密度大于3600kg/m3、力学性能良好的重晶石防辐射混凝土。杨医博等研究分析出以铁砂和重晶石作为重质骨料，可以配制出满足防中子辐射标准的表观密度大于3600kg/m3的C30防中子辐射重混凝土。
（2）医疗行业
刘津玮等提出用重晶石制作纳米硫酸钡，并将其加入粘胶纺丝液中制备出一种新型复合薄膜，并利用这种薄膜制作新型的医用防X射线服。经测试发现吸收X射线的能力比纯粘胶膜提高了44%。马君志等利用纺前注射技术将硫酸钡添加到粘胶原液中，并用此乳液浆料进行纺制，得到了新型防辐射粘胶短纤维。硫酸钡在其纤维中分布非常均匀，并且由于硫酸钡的加入，提升了纤维的结晶度。经过测试发现，单独的纤维和用纤维制作的织物都随着硫酸钡含量的增加，吸收的X射线增多，防X射线辐射性能都增强。
（3）其它行业
重晶石可以当作填充材料应用于手机信号屏蔽材料中。袁全平提出在不锈钢屏蔽材料中填充重晶石粉时，在频率100kHz~139MHz，电磁屏蔽效能均能达到10dB以上，在22.59MHz时最高17.99dB;139~341MHz频段，屏蔽值在5~9dB之间;之后随着频率增加，屏蔽效能下降至1dB以下;然而在795MHz~1.25GHz间，屏蔽值又上升到1~3dB之间;杨华明等以重晶石粉为基体制得重晶石基复合导电粉末(SSB)，SSB用于导电涂料对于频率<100MHz的电磁波可以达到中等屏蔽值(40dB)。
结论
( 1) 重晶石可应用于防辐射是由于其主要成分为硫酸钡，钡元素内核质量大，单位体积内原子数多，发生光电效应等概率大，射线能量易被吸收; 同时钡离子具有较高的介电常数或磁化强度，对电磁辐射具有强的磁损耗作用。
( 2) 相较于其它防辐射材料，重晶石的优势是全球资源储备丰富，我国重晶石产量更是位居世界第一。相较于其它含钡化合物，重晶石晶体结构更紧凑，密度更大，发生光电等效应概率更大，且加工工艺更简单，成本更低，污染更小。
( 3) 目前重晶石在防辐射上的应用主要为建筑行业中的混凝土材料，医用防护服中的添加剂，以及作为电子信号屏蔽材料的涂料，缺乏在高铁和军工等领域的研究应用。
参考文献：何宇豪等，《重晶石防辐射原理与应用》