Borid bóru B4C na ochranu pred neutrónmi

B4C Bloky na stínovanie neutrónov – jadrové bloky z karbidu bóru

V oblastiach jadrovej energie, aplikácií jadrovej technológie a ochrany pred žiarením predstavuje účinné a spoľahlivé stínovanie neutrónov poslednú fyzickú bariéru zabezpečujúcu bezpečný prevádzkový režim. Bloky na stínovanie neutrónov z karbidu bóru ako pokročilé materiálové riešenie v tejto oblasti sa vďaka svojej vynikajúcej schopnosti absorbovať tepelné neutróny a stabilným fyzikálno-chemickým vlastnostiam stali nevyhnutnými kľúčovými komponentmi pri riadení jadrových reaktorov, správe vyhoreného paliva a vybavení na ochranu pred žiarením.

Materiály z karbidu bóru jadrovej kvality sa môžu používať v guľkách na absorpciu neutrónov z vysokopurejného karbidu bóru, tehličkách na absorpciu neutrónov z vysokopurejného karbidu bóru, detektoroch neutrónov, senzoroch neutrónov, hliníkových materiáloch obsahujúcich karbid bóru, kompozitných guľkách na absorpciu neutrónov z karbidu bóru, betóne obsahujúcom bórové prísady a uhlíkových tehličkách obsahujúcich bórové prísady.

Spoločnosť dokáže hromadne vyrábať jadrové tyče z karbidu bóru, ochranné guľové prvky z karbidu bóru, štítovacie dosky z karbidu bóru, ochranné tehly z karbidu bóru a ďalšie výrobky z karbidu bóru.

Výrobky sa môžu vyrábať v rovinnej alebo zakrivenej forme s prispôsobiteľnými rozmermi v rozmedzí 10–500 mm, prispôsobiteľnou hrúbkou v rozmedzí 0,2–80 mm a hustotou výrobkov medzi 1,5–2,52 g/cm³.

Podrobnosti o výrobku:

Prírodný bórum (B) má dva stabilné izotopy, B10 a B11. Z nich má B10 extrémne vysokú schopnosť absorbovať tepelné neutróny, pričom jeho účinný prierez dosahuje až 3837 barnov, má široké absorpčné spektrum a po absorpcii neutrónov nevytvára silné sekundárne žiarenie, čo zjednodušuje následné spracovanie. Poskytuje výhody, ako je vysoke efektivita a stabilita absorpcie neutrónového žiarenia v jadrovom priemysle a neuväľňuje sekundárne žiarenie.

Technológia, ktorou spoločnosť disponuje, zvyšuje čistotu materiálu. Okrem toho spoločnosť vylepšila proces spekania, čím znížila mieru straty karbidu bóru.

Výhody:

Vysoká účinnosť zachytávania: Reakčný účinný prierez je extrémne veľký, čo znamená, že neutrónový tok možno účinne utlmiť aj v veľmi tenkých vrstvách.

Žiadne škodlivé sekundárne žiarenie: Dosah reakčných produktov  α a ⁷Li je extrémne krátky (iba niekoľko mikrometrov v pevných látkach) a ich energia sa rýchlo rozptýli vo forme tepla, čím sa nevytvorí silne prenikavé sekundárne  γ žiarenie. To výrazne zjednodušuje návrh ochranných bariér a zníži ťažkosť následnej manipulácie s žiarením.

Vlastnosti výrobku: Vynikajúce technické výkonnostné charakteristiky

Ochranné bloky z karbidu bóru sa zvyčajne vyrábajú pomocou pokročilých keramických postupov, ako je horúce lisovanie alebo spekanie bez tlaku, čím sa zabezpečí, že materiál spĺňa prísne požiadavky na výkon v jadrových aplikáciách:

Vysoká účinnosť absorpcie: Použitím  ¹⁰B technológia obohacovania (oboheň môže presiahnuť štvornásobok prirodzeného bóru), čo exponenciálne zvyšuje schopnosť absorpcie neutrónov na jednotku hmotnosti a tvorí základ pre ľahký a kompaktný návrh ochrany.

Vynikajúce fyzikálne vlastnosti: druhá najtvrdšia látka po diamante a kubickom nitride bóru, odolná voči opotrebovaniu a abrázii; nízka hustota (približne 2,5 g/cm ³), čo predstavuje približne jednu tretinu hustoty ocele a efektívne zníži hmotnosť zariadenia.

Vynikajúca environmentálna stabilita: odolná voči vysokým teplotám (dlhodobo vydrží teploty vyššie ako 1500 °°C v inertnom prostredí), tepelným šokom a korózii; prejavuje minimálny pokles výkonu v prostredí vysokoteplotnej a vysokotlakovej vody v reaktore alebo pri dlhodobej skladovanej forme, čo zabezpečuje dlhú životnosť.

Vysoká prispôsobiteľnosť: Možno spracovať do dosiek, blokov, tehál a rôznych špeciálnych tvarov, pričom hrúbku a obsah bóru možno presne navrhnúť podľa spektra energie neutrónov a priestorových požiadaviek, čím sa dosiahne optimálny kompromis medzi výkonom ochrany a cenovou efektívnosťou.

M výrobná technika

Pri výrobe keramiky spoločnosť používa dva procesy: sinterovanie bez tlaku a horúce tlačové sinterovanie. Výrobky z rôznych procesov majú rôzne výhody a sú vhodné pre rôzne aplikácie. Keramika sinterovaná bez tlaku ponúka vysoký pomer cena/výkon a je vhodná na sériovú výrobu. Je vhodná na použitie ako protistrelkové materiály, tesniace prvky, trysky, opotrebovateľné a tepelne odolné materiály, ako aj bežne používané materiály pre jadrovú energiu. Keramika vyrobená horúcim tlačovým sinterovaním je vhodná na malosériovú výrobu, môže sa vyrábať v väčších rozmeroch a je vhodná na použitie ako materiály pre jadrové reaktorové jadrá, polovodičové materiály, cieľové materiály, protistrelkové materiály a ďalšie.

V porovnaní s tradičnými materiálmi na stínovanie (ako napríklad polyetylén obsahujúci bórové zlúčeniny, bórová oceľ a betón) majú bloky na stínovanie z karbidu bóru komplexné výhody z hľadiska vysokého výkonu, dlhej životnosti a úspory priestoru. Sú obzvlášť vhodné pre kritické situácie, keď je priestor extrémne obmedzený, hmotnosť je rozhodujúcim faktorom alebo pracovné prostredie je náročné. Zodpovedajú príslušným medzinárodným štandardom, ako je ASTM C751, a poskytujú stabilnú a spoľahlivú kvalitu, čo ich robí preferovanou voľbou pre oblasti s vysokým radiačným zaťažením a umožňuje dosiahnuť presné radiačné ochrany.

Zhrnutie: Bloky na stínovanie neutrónov z karbidu bóru predstavujú nielen vrchol pokročilej vedy o materiáloch, ale aj vyjadrenie kultúry jadrovej bezpečnosti.

Výhody produktu:

• Vysoká čistota
• Prispôsobiteľné špecifikácie
• Stabilná kvalita
• Vysoká výkonnosť za peniaze
• Prispôsobiteľný výrobný harmonogram

Aplikácie produktu:

• Jadrové stínovanie neutrónov
• Núdzové opatrenia v jadrových elektrárňach
• Likvidácia nebezpečných jadrových odpadov
• Detekcia jadrových neutrónov

Technické špecifikácie