Bloc de blindage neutronique en carbure de bore B4C

Blocs de blindage contre les neutrons B4C – Blocs de carbure de bore pour l’énergie nucléaire

Dans les domaines de l’énergie nucléaire, des applications de la technologie nucléaire et de la radioprotection, un blindage efficace et fiable contre les neutrons constitue la barrière physique finale garantissant un fonctionnement sûr. Les blocs de blindage contre les neutrons en carbure de bore, en tant que solution avancée en matériaux dans ce domaine, sont devenus des composants clés indispensables dans la commande des réacteurs nucléaires, la gestion des combustibles usés et les équipements de radioprotection, grâce à leur excellente capacité d’absorption des neutrons thermiques et à leurs propriétés physico-chimiques stables.

Les matériaux de carbure de bore de qualité nucléaire peuvent être utilisés dans des sphères absorbantes de neutrons en carbure de bore à haute pureté, des briques absorbantes de neutrons en carbure de bore à haute pureté, des détecteurs de neutrons, des capteurs de neutrons, des matériaux composites à base d’aluminium renforcés au carbure de bore, des sphères absorbantes de neutrons composites en carbure de bore, du béton contenant du bore, des briques en carbone contenant du bore, entre autres.

L'entreprise peut produire en série des cœurs de barres de commande en carbure de bore, des sphères de protection en carbure de bore, des plaques de blindage en carbure de bore, des briques de protection en carbure de bore, ainsi que d'autres produits en carbure de bore.

Les produits peuvent être fabriqués en forme plane ou courbe, avec des dimensions personnalisables allant de 10 à 500 mm, une épaisseur personnalisable comprise entre 0,2 et 80 mm, et une densité du produit comprise entre 1,5 et 2,52 g/cm³.

Détails du produit :

Le bore naturel (B) possède deux isotopes stables, B10 et B11. Parmi ceux-ci, le B10 présente une capacité d’absorption extrêmement élevée des neutrons thermiques, avec une section efficace pouvant atteindre 3 837 barns, un spectre d’absorption large et ne produisant pas de rayonnements secondaires intenses après absorption des neutrons, ce qui facilite le traitement ultérieur. Il offre ainsi des avantages tels qu’une absorption hautement efficace et stable des rayonnements neutroniques dans le secteur nucléaire, sans émission de rayonnements secondaires.

La technologie détenue par l'entreprise améliore la pureté du matériau. En outre, l'entreprise a optimisé le procédé de frittage, réduisant ainsi le taux de perte des matériaux de carbure de bore.

Avantages :

Capture haute efficacité : La section efficace de réaction est extrêmement élevée, ce qui signifie que le flux de neutrons peut être efficacement atténué même dans des couches très minces.

Absence de rayonnements secondaires nocifs : Les parcours des produits de réaction  α et ⁷Li sont extrêmement courts (quelques micromètres seulement dans les solides), et leur énergie est rapidement dissipée sous forme de chaleur, sans produire de rayonnements secondaires fortement pénétrants.  γ Cela simplifie considérablement la conception des blindages et réduit la difficulté de la gestion ultérieure des radiations.

Caractéristiques du produit : Excellente performance technique

Les blocs de blindage en carbure de bore sont généralement fabriqués à l’aide de procédés céramiques avancés, tels que le pressage à chaud ou le frittage sans pression, garantissant ainsi que le matériau répond aux exigences strictes de performance applicables aux domaines nucléaires :

Haute efficacité d’absorption : Grâce à l’utilisation de  ¹⁰B technologie d'enrichissement (l'enrichissement peut dépasser quatre fois celui du bore naturel) ; la capacité d'absorption des neutrons par unité de masse est augmentée de façon exponentielle, constituant ainsi la base d'une conception de blindage légère et compacte.

Propriétés physiques exceptionnelles : dureté inférieure uniquement à celle du diamant et du nitrure de bore cubique, résistant à l'usure et à l'abrasion ; faible densité (environ 2,5 g/cm ³³), soit environ un tiers de celle de l'acier, ce qui réduit efficacement le poids des équipements.

Excellente stabilité environnementale : résiste aux hautes températures (peut supporter plus de 1500 °°C pendant de longues périodes dans une atmosphère inerte), aux chocs thermiques et à la corrosion ; présente une dégradation minimale des performances dans les environnements à haute température et haute pression des réacteurs ou lors d'un stockage à long terme, ce qui confère une longue durée de vie.

Haute personnalisation : peut être transformé en plaques, blocs, briques et diverses formes spéciales ; l’épaisseur et la teneur en bore peuvent être précisément définies en fonction du spectre d’énergie des neutrons et des contraintes spatiales, permettant ainsi d’atteindre un équilibre optimal entre performance de blindage et efficacité économique.

M technique de fabrication

Dans la production de céramiques, l'entreprise utilise deux procédés : le frittage sans pression et le frittage sous pression à chaud. Les produits issus de ces différents procédés présentent des avantages distincts et conviennent à diverses applications. Les céramiques frittées sans pression offrent un excellent rapport coût-performance et conviennent à la production de masse. Elles sont adaptées à une utilisation comme matériaux anti-balles, joints d’étanchéité, buses, matériaux résistants à l’usure et à la chaleur, ainsi que matériaux nucléaires couramment utilisés. Les céramiques produites par frittage sous pression à chaud conviennent à la production à petite échelle, peuvent être fabriquées en dimensions plus importantes et sont adaptées à une utilisation comme matériaux pour cœurs nucléaires, matériaux semi-conducteurs, matériaux cibles, matériaux anti-balles, entre autres.

Par rapport aux matériaux de blindage traditionnels (tels que le polyéthylène contenant du bore, l'acier au bore et le béton), les blocs de blindage en carbure de bore présentent des avantages globaux en termes de hautes performances, de longue durée de vie et d'efficacité spatiale. Ils sont particulièrement adaptés aux situations critiques où l'espace est extrêmement limité, où le poids constitue un facteur déterminant ou encore où l'environnement de travail est sévère. Ils sont conformes aux normes internationales pertinentes, telles que l'ASTM C751, et offrent une qualité stable et fiable, ce qui en fait le choix privilégié dans les champs de rayonnement intenses afin d'assurer une protection radiologique précise.

En résumé, les blocs de blindage neutronique en carbure de bore ne constituent pas seulement la cristallisation des sciences avancées des matériaux, mais incarnent également la culture de la sûreté nucléaire.

Avantages des produits :

• Haute pureté
• Spécifications Personnalisables
• Qualité stable
• Haute performance au coût élevé
• Calendrier de production souple

Applications du Produit :

• Blindage neutronique nucléaire
• Évitement d'urgence dans le domaine nucléaire
• Élimination des déchets nucléaires dangereux
• Détection neutronique nucléaire

Spécifications techniques