Блок із бориду бору B4C для нейтронного екранування

Блоки з карбіду бору B4C для екранування нейтронів — ядерні блоки з карбіду бору

У галузях ядерної енергетики, застосування ядерних технологій та радіаційного захисту ефективне й надійне екранування нейтронів є останньою фізичною перешкодою, що забезпечує безпечну експлуатацію. Блоки з карбіду бору для екранування нейтронів як передове матеріальне рішення в цій галузі стали невід’ємними ключовими компонентами у системах керування ядерними реакторами, управлінні відпрацьованим паливом та обладнанні для радіаційного захисту завдяки їх винятковій здатності поглинати теплові нейтрони та стабільним фізико-хімічним властивостям.

Матеріали з карбіду бору ядерного класу можна використовувати для виготовлення сфер із високочистого карбіду бору, що поглинають нейтрони, цеглин із високочистого карбіду бору, що поглинають нейтрони, нейтронних детекторів, нейтронних сенсорів, алюмінієвих композитів із карбідом бору, композитних сфер із карбіду бору, що поглинають нейтрони, бетону, що містить бор, вуглецевих цеглин, що містять бор, тощо.

Компанія може масово виробляти сердечники керуючих стержнів із карбіду бору, захисні кульки з карбіду бору, екрануючі плити з карбіду бору, захисні цеглини з карбіду бору та інші вироби з карбіду бору.

Вироби можуть мати плоску або криволінійну форму, їхні розміри можна налаштувати в діапазоні від 10 до 500 мм, товщину — від 0,2 до 80 мм, а густину продукції — в межах від 1,5 до 2,52 г/см³.

Деталі продукту:

Природний бор (B) має два стабільні ізотопи — B10 та B11. Серед них B10 володіє надзвичайно високою здатністю поглинати теплові нейтрони: його переріз поглинання сягає 3837 барнів, спектр поглинання є широким, а після поглинання нейтронів не виникає інтенсивного вторинного випромінювання, що полегшує подальшу обробку. Це забезпечує такі переваги, як висока ефективність та стабільність поглинання нейтронного випромінювання в ядерній промисловості та відсутність виділення вторинного випромінювання.

Технології, якими володіє компанія, підвищують чистоту матеріалу. Крім того, компанія вдосконалила процес спікання, знизивши рівень втрат карбіду бору.

Переваги:

Висока ефективність захоплення: переріз реакції надзвичайно великий, що означає, що нейтронний потік може ефективно ослаблюватися навіть у дуже тонких шарах.

Відсутність шкідливого вторинного випромінювання: дальність пробігу продуктів реакції  α та ⁷Li надзвичайно мала (лише кілька мікрометрів у твердих тілах), а їх енергія швидко розсіюється у вигляді тепла, не утворюючи сильно проникного вторинного  γ випромінювання. Це значно спрощує проектування екранів і зменшує складність подальшої роботи з радіацією.

Характеристики продукту: відмінні інженерні показники

Захисні блоки з карбіду бору, як правило, виготовляються за допомогою передових керамічних технологій, таких як гаряче пресування або спікання без тиску, що забезпечує відповідність матеріалу суворим вимогам до експлуатаційних характеристик у ядерних застосуваннях:

Висока ефективність поглинання: за рахунок використання  ¹⁰B технологія збагачення (ступінь збагачення може перевищувати у чотири рази вміст природного бору), що експоненціально збільшує здатність до поглинання нейтронів на одиницю маси й закладає основу для легких і компактних конструкцій екранування.

Виняткові фізичні властивості: за твердістю посідає третє місце після діаманта та кубічного нітриду бору, стійкий до зносу та абразивного впливу; низька густина (приблизно 2,5 г/см ³), що становить приблизно одну третину від густини сталі, що ефективно зменшує вагу обладнання.

Відмінна стабільність у навколишньому середовищі: стійкий до високих температур (може витримувати понад 1500 °°C протягом тривалого часу в інертній атмосфері), термічних ударів та корозії; демонструє мінімальне погіршення характеристик у високотемпературному й високотисковому водному середовищі реактора або під час тривалого зберігання, що забезпечує тривалий термін експлуатації.

Висока ступінь налаштовуваності: може бути оброблено у вигляді плит, блоків, цегли та різноманітних спеціальних форм; товщина та вміст бору можуть бути точно спроектовані з урахуванням спектра енергії нейтронів та просторових вимог, що забезпечує оптимальний баланс між ефективністю екранування та вартісною ефективністю.

М техніка виробництва

У виробництві кераміки компанія використовує два процеси: спікання без тиску та гаряче пресування. Продукти, отримані різними процесами, мають різні переваги й підходять для різних застосувань. Кераміка, отримана методом спікання без тиску, характеризується високою ефективністю відносно вартості й підходить для масового виробництва. Вона придатна для використання як бронезахисний матеріал, ущільнення, сопла, зносостійкі та жаростійкі матеріали, а також як поширені матеріали для атомної енергетики. Кераміка, виготовлена методом гарячого пресування, підходить для малих партій виробництва, може виготовлятися у більших розмірах і застосовується як матеріал для активної зони атомних електростанцій, напівпровідникові матеріали, мішеневі матеріали, бронезахисні матеріали тощо.

Порівняно з традиційними матеріалами для екранування (наприклад, поліетиленом, що містить бор, бористою сталлю та бетоном), блоки екранування з карбіду бору мають комплексні переваги щодо високої ефективності, тривалого терміну служби та ефективного використання простору. Вони особливо підходять для критичних ситуацій, де простір надзвичайно обмежений, важлива маса конструкції або робоче середовище є надзвичайно складним. Вони відповідають відповідним міжнародним стандартам, зокрема ASTM C751, мають стабільну й надійну якість, що робить їх переважним вибором для зон із високим рівнем радіації та забезпечує точний захист від радіації.

Отже, блоки екранування нейтронів із карбіду бору — це не лише результат досягнень сучасної науки про матеріали, а й втілення культури ядерної безпеки.

Переваги продукту:

• Висока чистота
• Налаштування за замовчуванням
• Стабільна якість
• Висока вартість ефективності
• Гнучкий графік виробництва

Використання продукту:

• Ядерне нейтронне екранування
• Захист у разі аварій на атомних електростанціях
• Утилізація небезпечних ядерних відходів
• Виявлення ядерних нейтронів

Технічні специфікації