含硼聚乙烯是一种相对廉价的中子屏蔽材料,对其中子屏蔽特性已进行过一维基准实验。与其他中子屏蔽材料一样,该材料在中子的作用下产生γ射线。相对于屏蔽中子而言,γ射线是二级剂量。由于硼的中子吸收截面远大于氢,为了对含硼聚乙烯材料的性能有全面的了解,由中国工程物理研究院 核物理与化学研究所进行过《D-T中子照射下含硼聚乙烯球泄露γ能谱测量》。
该实验运用聚乙烯球和含硼聚乙烯球在D-T中子照射下泄露γ能的实验最终说明:聚乙烯球中氢的慢化起主要作用,中子被慢化后,主要是低能中子对氢的反应。厚度越大,氢的慢化、吸收越强,表现在氢的反应峰值的幅度增大。
而在含硼聚乙烯球中,主要是硼起吸收作用。硼对低能中子的反应截面比较大,在还没有发生氢的反应之前低能中子基本已被硼完全吸收,含硼聚乙烯在质量百分比为10﹪、厚度为15cm时,含硼聚乙烯对中子的屏蔽效果已达到要求。在此基础上再增加含硼量或者厚度,中子的积分泄露量基本不发生变化。
宁津鸿宝化工有限公司通过对本实验的最终结论在对含硼聚乙烯的百分比与厚度上再次做了一系列的研发,具有抗辐照性能好,无活化产物,次级γ射线能量低;化学稳定性好,耐腐蚀,无毒、无气味;机械强度高,表面光滑、便于去污、机械加工方便、易于安装维修的特点。
产品技术指标为:
含碳化硼量:10%(以重量计)
密度:≥1.028g/cm3
密度差:≤0.01g/cm3
热变形温度(载荷ρ=0.46Mρa):72℃
线膨胀系数:
8.933×10-51/℃
耐热温度:126℃(DTA测量值)
抗热强度:≈24MPa
冲击强度(缺口):≈19KJ/m2