Blok ochronny przed neutronami z karbidu boru B4C

Blokady ochronne przed neutronami B4C – bloki z karbidu boru do zastosowań w energetyce jądrowej

W dziedzinach energetyki jądrowej, zastosowań technologii jądrowych oraz ochrony przed promieniowaniem skuteczna i niezawodna ochrona przed neutronami stanowi ostateczną barierę fizyczną zapewniającą bezpieczne funkcjonowanie. Bloki ochronne przed neutronami z karbidu boru, jako zaawansowane rozwiązanie materiałowe w tej dziedzinie, stały się niezastąpionymi kluczowymi elementami w sterowaniu reaktorami jądrowymi, zarządzaniu zużytym paliwem jądrowym oraz sprzęcie do ochrony przed promieniowaniem dzięki swojej doskonałej zdolności pochłaniania neutronów termicznych oraz stabilnym właściwościom fizykochemicznym.

Materiały z karbidu boru przeznaczone do zastosowań jądrowych mogą być stosowane w kulach pochłaniających neutrony z wysokoczystego karbidu boru, cegłach pochłaniających neutrony z wysokoczystego karbidu boru, detektorach neutronów, czujnikach neutronów, materiałach z karbidu boru na bazie aluminium, złożonych kulach pochłaniających neutrony z karbidu boru, betonie zawierającym bor oraz węglowych cegłach zawierających bor.

Firma może masowo produkować rdzenie prętów sterujących z karbidu boru, ochronne kule z karbidu boru, płyty osłonowe z karbidu boru, ochronne cegły z karbidu boru oraz inne produkty z karbidu boru.

Produkty mogą być wykonywane w kształcie płaskim lub zakrzywionym, z możliwymi do dostosowania wymiarami w zakresie 10–500 mm, grubością możliwą do dostosowania w zakresie 0,2–80 mm oraz gęstością produktu wynoszącą od 1,5 do 2,52 g/cm³.

Szczegóły produktu:

Naturalny bor (B) posiada dwa stabilne izotopy: B10 i B11. Wśród nich B10 charakteryzuje się wyjątkowo wysoką zdolnością pochłaniania neutronów termicznych, przy przekroju czynnym sięgającym 3837 barna, szerokim widmem pochłaniania oraz brakiem intensywnego promieniowania wtórnego po pochłonięciu neutronów, co ułatwia dalsze przetwarzanie. Oferuje on zalety takie jak wysoce skuteczne i stabilne pochłanianie promieniowania neutronowego w przemyśle jądrowym oraz brak emisji promieniowania wtórnego.

Technologia posiadana przez firmę poprawia czystość materiału. Dodatkowo firma udoskonaliła proces spiekania, zmniejszając współczynnik ubytku materiałów z karbidu boru.

Zalety:

Wysoka skuteczność pochłaniania: Przekrój czynny reakcji jest bardzo duży, co oznacza, że strumień neutronów może być skutecznie tłumiony nawet w bardzo cienkich warstwach.

Brak szkodliwego promieniowania wtórnego: Zasięgi produktów reakcji  α i ⁷Li są niezwykle krótkie (zaledwie kilka mikrometrów w ciałach stałych), a ich energia szybko rozprasza się w postaci ciepła, nie generując wysoko przenikającego promieniowania wtórnego.  γ to znacznie upraszcza projektowanie osłon i zmniejsza trudność późniejszego obsługiwanego promieniowania.

Cechy produktu: Doskonała wydajność inżynierska

Blokady osłonowe z karbidu boru są zwykle wytwarzane przy użyciu zaawansowanych procesów ceramicznych, takich jak gorące prasowanie lub spiekanie bezciśnieniowe, zapewniając spełnienie surowych wymagań dotyczących wydajności w zastosowaniach jądrowych:

Wysoka skuteczność pochłaniania: Poprzez zastosowanie  ¹⁰B technologia wzbogacania (wzbogacanie może przekraczać czterokrotność naturalnego boru), co wykładniczo zwiększa zdolność absorpcji neutronów na jednostkę masy, tworząc podstawę do lekkiego i kompaktowego projektu osłony.

Wyróżniające się właściwości fizyczne: twardość niższa tylko od diamentu i azotku boru o strukturze sześcienniej, odporność na zużycie i ścieranie; niska gęstość (około 2,5 g/cm ³), czyli mniej więcej jedna trzecia gęstości stali, co skutecznie zmniejsza masę urządzeń.

Doskonała stabilność środowiskowa: odporność na wysokie temperatury (może wytrzymać ponad 1500 °°C przez dłuższy czas w atmosferze obojętnej), wstrząsy termiczne oraz korozję; minimalne pogorszenie parametrów roboczych w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia w reaktorze lub przy długotrwałym przechowywaniu, co zapewnia długi okres eksploatacji.

Wysoka możliwość dostosowania: Można przetwarzać na płyty, bloki, cegły oraz różne specjalne kształty, a grubość i zawartość boru można precyzyjnie dobrać zgodnie ze spektrum energii neutronów oraz wymaganiami przestrzennymi, osiągając optymalny kompromis między skutecznością ekranowania a efektywnością kosztową.

M technika produkcji

W produkcji ceramiki firma stosuje dwa procesy: spiekanie bezciśnieniowe i spiekanie gorące pod ciśnieniem. Wyroby uzyskane różnymi procesami charakteryzują się różnymi zaletami i nadają się do różnych zastosowań. Ceramika uzyskana metodą spiekania bezciśnieniowego cechuje się wysoką wydajnością kosztową i nadaje się do masowej produkcji. Nadaje się ona do zastosowania jako materiały przeciopociskowe, uszczelki, dysze, materiały odporno na zużycie i temperaturę, a także powszechnie stosowane materiały do elektrowni jądrowych. Ceramika wytwarzana metodą spiekania gorącego pod ciśnieniem nadaje się do produkcji małoseryjnej, może być produkowana w większych rozmiarach i nadaje się do zastosowania jako materiały rdzenia elektrowni jądrowych, materiały półprzewodnikowe, materiały docelowe, materiały przeciopociskowe oraz inne.

W porównaniu z tradycyjnymi materiałami osłonowymi (takimi jak polietylen zawierający bor, stal borowa i beton) bloki osłonowe z karbidu boru oferują kompleksowe zalety pod względem wysokiej wydajności, długiej trwałości użytkowej oraz efektywności przestrzennej. Są szczególnie odpowiednie w krytycznych sytuacjach, w których przestrzeń jest bardzo ograniczona, masa stanowi istotny czynnik lub środowisko pracy jest niekorzystne. Spełniają one odpowiednie normy międzynarodowe, takie jak ASTM C751, a ich stabilna i niezawodna jakość czyni je preferowanym wyborem w obszarach o wysokim poziomie promieniowania oraz umożliwia osiągnięcie precyzyjnej ochrony przed promieniowaniem.

Podsumowując, bloki osłonowe z karbidu boru do zatrzymywania neutronów to nie tylko owoc zaawansowanej nauki o materiałach, ale także realizacja kultury bezpieczeństwa jądrowego.

Zalet produktów:

• Wysoka czystość
• Dostosowywalne specyfikacje
• Stabilna jakość
• Wysokie koszty działania
• Elastyczny harmonogram produkcji

Zastosowania produktu:

• Ochrona przed neutronami jądrowymi
• Unikanie zagrożeń w energetyce jądrowej
• Przetwarzanie niebezpiecznych odpadów jądrowych
• Wykrywanie neutronów jądrowych

Specyfikacje techniczne