De dikte van boor-polyethyleenplaten varieert van 2 tot 30 cm. Het toepassingsgebied is de bescherming tegen ioniserende straling in de nucleaire technologie. Boor-polyethyleenplaten worden gebruikt voor het afschermen van snelle neutronen in neutronenstralingsvelden en gemengde neutronen- en Y-stralingsvelden in het kader van ioniserende stralingsbescherming, om stralingsschade en letsel door neutronenstraling bij werknemers en het publiek te voorkomen.
Om het afschermende effect van boorpolyethyleen op snelle neutronen te verbeteren en het probleem op te lossen dat het moeilijk is om boorpolyethyleenplaten commercieel te produceren in China, is een boorhoudende polyethyleenplaat met een boorgehalte van 8% ontwikkeld. Wat betreft het principe van afscherming van snelle neutronen: aangezien de rustmassa van neutronen 1,0086649 U is, terwijl die van waterstofatomen (oftewel protonen) 1,007825 U is [1], ligt de atoommassa van neutronen dicht bij die van waterstofatomen. Daarom is het, wanneer een snel neutron botst met de waterstofkernen in het afschermende materiaal, het gemakkelijkst om energie te verliezen door deze over te dragen aan de kern van het waterstofatoom, waardoor de snelle neutronen worden afgeremd tot langzame neutronen en thermische neutronen. Hoe meer waterstof het afschermende materiaal bevat, hoe sterker het modererende effect zal zijn. Van de gangbare neutronenafschermingsmaterialen heeft polyethyleen het hoogste waterstofgehalte, tot wel 7,92 x 10₂²⁻ atomen/cm³ gas. Daarom is polyethyleen de beste moderator voor het afschermen van snelle neutronen. Nadat snelle neutronen zijn afgeremd tot thermische neutronen, zijn afschermingsmaterialen met een grote absorptiedwarsdoorsnede voor thermische neutronen, zonder hoogenergetische Y-straling, nodig om de thermische neutronen te absorberen en zo het doel van volledige afscherming van snelle neutronen te bereiken. Vanwege de hoge absorptiedwarsdoorsnede voor thermische neutronen van (3840 lL) x 10⁻²⁴ cm² [3] en de overvloed aan kJB in natuurlijk boor van 18,98% [3], dat gemakkelijk te verkrijgen is, zijn boorhoudende materialen goede absorptiemiddelen voor het afschermen van thermische neutronen.
Bescherming tegen neutronenstraling in kerncentrales, middelhoge (hoge) energieversnellers, atoomreactoren, kernonderzeeërs, medische versnellers, neutronentherapieapparatuur en andere locaties.
Geplaatst op: 31 mei 2022
