Borikarbidi B4C neutronisuojauslohko

B4C-neutronisuojauslohkot – ydinvoimakäyttöön tarkoitetut boronkarbidilohkot

Ydinenergian, ydinteknologian sovellusten ja säteilynsuojelun aloilla tehokas ja luotettava neutronisuojaus on viimeinen fyysinen este turvalliselle toiminnalle. Boronkarbidista valmistetut neutronisuojauslohkot ovat edistynyttä materiaaliratkaisua tällä alalla ja ovat muodostuneet välttämättömiä keskeisiä komponentteja ydinreaktorien ohjauksessa, käytettyjen polttoaineiden hallinnassa ja säteilynsuojelulaitteissa niiden erinomaisen termisten neutronien absorptiokyvyn ja vakaiden fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksiensa ansiosta.

Ydinlaatuisia boronkarbidimateriaaleja voidaan käyttää korkeapuhdistusasteikuisissa boronkarbidista valmistetuissa neutronien absorboivissa palloissa, korkeapuhdistusasteikuisissa boronkarbidista valmistetuissa neutronien absorboivissa tiilissä, neutrondetektoreissa, neutroniantureissa, alumiinipohjaisissa boronkarbidimateriaaleissa, yhdistetyissä boronkarbidista valmistetuissa neutronien absorboivissa palloissa, boronia sisältävässä betonissa ja boronia sisältävissä hiilikiviessä.

Yritys voi tuottaa sarjatuotantona boronkarbidista valmistettuja ohjausputkien ytimiä, boronkarbidista valmistettuja suojapalloja, boronkarbidista valmistettuja suojalevyjä, boronkarbidista valmistettuja suojatiiliä ja muita boronkarbidituotteita.

Tuotteet voidaan valmistaa tasomaisina tai kaarevina, mukautettavilla mitoilla välillä 10–500 mm, mukautettavalla paksuudella välillä 0,2–80 mm ja tuotteen tiukkuudella välillä 1,5–2,52 g/cm³.

Tuotteen tiedot:

Luonnollisessa boronissa (B) on kaksi stabiilia isotooppia, B10 ja B11. Niistä B10:llä on erinomainen kyky absorboida lämpöneutroneja, ja sen vaikutuspoikkipinta-ala on jopa 3837 barnia. Se absorboi neutroneja laajalla spektrialueella eikä sen neutroniabsorptio aiheuta voimakasta toissijaista säteilyä, mikä tekee jälkikäsittelystä helppoa. Se tarjoaa etuja, kuten erinomainen ja vakaa neutronisäteilyn absorptio ydinenergiateollisuudessa sekä toissijaisen säteilyn puuttuminen.

Yrityksen omistama teknologia parantaa materiaalin puhtautta. Lisäksi yritys on parantanut sinteröintiprosessia, mikä vähentää boronkarbidimateriaalien häviöastetta.

Edut:

Tehokas sieppaus: Reaktion vaikutusala on erinomaisen suuri, mikä tarkoittaa, että neutronivirtaa voidaan tehokkaasti vaimentaa jopa hyvin ohuissa kerroksissa.

Ei haitallisesti toissijaisia säteilyjä: Reaktiotuotteiden  α ja ⁷Li kulkuetäisyydet ovat erinomaisen lyhyitä (vain mikrometrejä kiinteissä aineissa), ja niiden energia muuttuu nopeasti lämmöksi ilman, että syntyy voimakkaasti läpäiseviä toissijaisia  γ säteilyjä. Tämä yksinkertaistaa suuresti suojauksen suunnittelua ja vähentää myöhempää säteilyn käsittelyn vaikeutta.

Tuotteen ominaisuudet: Erinomainen tekninen suorituskyky

Boronkarbidisuojaplokkeja valmistetaan yleensä edistyneillä keraamisilla menetelmillä, kuten kuumalla puristuksella tai painetta käyttämättömällä sinteröinnillä, mikä varmistaa, että materiaali täyttää ydinsovellusten tiukat suoritusvaatimukset:

Korkea absorptiotehokkuus: Hyödyntämällä  ¹⁰B rikastusteknologia (rikastus voi ylittää luonnonboron nelinkertaisen määrän), jolloin neutronien absorptiokyky yksikkömassaa kohden kasvaa eksponentiaalisesti, mikä muodostaa perustan kevyen ja tiukentuneen suojauksen suunnittelulle.

Erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet: Kovan kovuuden suhteen toiseksi parhaat vain timantin ja kuutiomaisen boronitridin jälkeen, kulumis- ja kulumaan kestävät; alhainen tiukkuus (noin 2,5 g/cm ³), noin kolmasosa teräksen tiukkuudesta, mikä vähentää tehokkaasti laitteiston painoa.

Erinomainen ympäristövakaus: Sietävät korkeita lämpötiloja (kestävät yli 1500 °C:n pitkään inertissä kaasuympäristössä), lämpöshokkia ja korroosiota; niiden suorituskyky heikkenee vain vähän reaktorin korkeassa lämpötilassa ja paineessa olevassa vesiympäristössä tai pitkäaikaisessa säilytyksessä, mikä johtaa pitkään käyttöikään.

Korkea mukautettavuus: voidaan muokata levyiksi, lohkoiksi, tiiliksi ja erilaisiksi erikoismuodoiksi, ja paksuutta sekä boronipitoisuutta voidaan suunnitella tarkasti neutronispektrin ja paikallisvaatimusten mukaan, mikä mahdollistaa suojauksen tehokkuuden ja kustannustehokkuuden optimaalisen tasapainon.

M valmistustekniikka

Keramiikan tuotannossa yritys käyttää kahta prosessia: painetta sinteröintiä ja kuumapainesinteröintiä. Eri prosesseilla valmistetut tuotteet tarjoavat erilaisia etuja ja soveltuvat eri käyttötarkoituksiin. Painetta sinteröidyt keramiikat tarjoavat korkean kustannus-hyöty-suhteen ja ovat sopivia massatuotantoon. Niitä voidaan käyttää esimerkiksi luodinkestäviin materiaaleihin, tiivistimiin, suuttimiin, kulumis- ja lämpökestäviin materiaaleihin sekä yleisesti käytettyihin ydinvoimateknisiin materiaaleihin. Kuumapainesinteröinnillä valmistetut keramiikat ovat sopivia pienemmän mittakaavan tuotantoon, niistä voidaan valmistaa suurempikokoisia tuotteita, ja niitä voidaan käyttää esimerkiksi ydinvoimaloiden ytimen materiaaleina, puolijohdemateriaaleina, kohdemateriaaleina ja luodinkestävinä materiaaleina sekä muissa sovelluksissa.

Vertailtaessa perinteisiin suojamateriaaleihin (kuten boronipitoiseen polyeteeniin, boroniteräkseen ja betoniin) boronikarbidi-suojaplokkeilla on laajat edut korkean suorituskyvyn, pitkän käyttöiän ja tilatehokkuuden osalta. Ne ovat erityisen sopivia kriittisissä tilanteissa, joissa tila on erittäin rajallinen, paino on tärkeä tekijä tai työympäristö on ankara. Ne noudattavat asiaankuuluvia kansainvälisiä standardeja, kuten ASTM C751, ja niiden laatu on vakaa ja luotettava, mikä tekee niistä suositun valinnan korkeissa säteilykentissä ja tarkan säteilynsuojauksen saavuttamiseksi.

Yhteenvetona voidaan todeta, että boronikarbidi-neutronisuojaplokkit ovat sekä edistyneen materiaalitieteen että ydinvoitur turvallisuuskulttuurin ilmentymiä.

Tuotteen edut:

• Korkea purevuus
• Mukautettavat määritykset
• Vakaa laatu
• Korkean kustannustason suorituskyky
• Joustava tuotantoaikataulu

Tuotteen käyttötarkoitus:

• Ydinvoiman neutronisuojaus
• Ydinvoiman hätävarautuminen
• Ydinjätteen vaarallisten aineiden käsittely
• Ydinvoiman neutronitunnistus

Tekniset tiedot