Наибольшую опасность для живых организмов представляют гамма-лучи и нейтронное излучение. Для защиты сооружений от гамма-излучения наиболее существенно влияет толщина и масса ограждения. Увеличить защитные свойства бетона можно существенно увеличив его плотность. Эффективная защита от нейтронного излучения достигается если материал содержит большое количество водорода (в случае бетона - химически связанной воды).

Бетон является эффективным материалом для биологической защиты от ядерных излучений, поскольку в нем сочетаются высокая плотность и содержание определенного количества водорода в химически связанной воде. Для уменьшения толщины защитных экранов атомных электростанций и предприятий по производству изотопов наряду с обычным тяжелым используют особо тяжелые бетоны со средней плотностью от 2500 до 7000 кг / м3 и гидратные бетоны с высоким содержанием химически связанной воды.

В качестве заполнителей особо тяжелых бетонов используют тяжелые природные или искусственные заполнители: магнезитовые, гематитовые или лимонит железные руды, барит, механический скрап, свинцовая дробь и др. Для получения гидратных бетонов эффективны материалы, имеющие высокую плотность и высокое содержание химически связанной воды: лимонит, серпентинит и др.

В качестве связующих радиационностойких бетонов применяют Портланд-, шлакопортландцементы, а также глинозёмистые и расширяющегося цемента, связывающие при гидратации большее количество воды, чем портландцемент.

Для улучшения защитных свойств в гидратные бетоны вводят добавки, повышающие содержание водорода - карбид, бор, хлористый литий, сульфат кадмия и др.

Исходными показателями при подборе составов радиацйностийких бетонов является плотность бетона, содержание химически связанной воды, а также прочность и легковкладальнисть. Ориентировочные составы таких бетонов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Некоторые составы особо тяжелых бетонов

Защитный бетон, используемый для устройства кранов ядерных реакторов, должен иметь также повышенной термостойкостью, высокой теплопроводностью, низкие значения усадки, коэффициента термического расширения и ползучести.

Особенно тяжелые бетонные смеси склонны к расслоению вследствие различной плотности цементного теста и заполнителей. Для получения однородной смеси и предотвращения расслоения рекомендуемая продолжительность перемешивания - не менее 2 минут, объем замеса уменьшается пропорционально увеличению плотности смеси. Такие смеси рекомендуется перевозить в автосмесителях, целесообразно использовать послойная укладка и вибрационное уплотнение.