Conception de murs de blindage modulaires avec des feuilles de PE borées

Lorsque l'on conçoit un mur de protection, on ne se contente pas de lutter contre le rayonnement.
Vous combattez également espace, budget, et futures mises à niveau.

C'est là que parois de blindage modulaires avec feuilles de PE borées viennent.
Vous bénéficiez d'une solide protection contre les neutrons, d'une installation propre et, plus tard, vous pouvez encore modifier le mur comme des blocs de Lego, et non comme du béton coulé.

Table des matières

Pourquoi utiliser des feuilles de polyéthylène boré pour les murs de blindage modulaires ?

Polyéthylène (PE) a déjà un grand avantage : elle est pleine d'hydrogène.
L'hydrogène ralentit les neutrons rapides. Ensuite, nous ajoutons du bore dans le PE. Le bore “mange” les neutrons thermiques.

Donc polyéthylène boré (PE boré) fonctionne de la manière suivante :

Partie PE : ralentit les neutrons rapides
Partie en bore : capture les neutrons lents
Résultat : moins de flux de neutrons, moins de maux de tête sur la carte des doses.

Par rapport au béton lourd uniquement, les feuilles de PE borées :

sont plus léger
sont facile à usiner (vous coupez, percez, défoncez comme pour les autres plastiques)
sont modulaire - vous pouvez les traiter comme des panneaux et non comme un mur monolithique

Vous trouverez ci-dessous une comparaison simple que vous pouvez présenter à un ingénieur ou à un responsable de la sécurité.

Tableau 1 - Propriétés typiques : PE ordinaire et PE boré 5%

Propriété	Feuille de PE ordinaire (typique)	5% Feuille PE borée (typique)	Ce que cela signifie pour vous
Densité ρ (approx.)	~0,94 g/cm³	~1,05-1,10 g/cm³	Le PE boraté est un peu plus lourd, mais reste léger.
Teneur en hydrogène	Haut	Haut	Les deux ralentissent les neutrons rapides
Teneur en bore (en poids)	0	~5%	Le PE boré capture les neutrons thermiques
Usinabilité	Bon	Bon	Défonçage, perçage et découpage CNC tous OK
Épaisseur typique de la tôle	10-50 mm	10-70 mm	Vous empilez les feuilles pour obtenir l'épaisseur souhaitée
Utilisation typique	Blindage général en PE, structurel	Couche de protection contre les neutrons	Utiliser du PE boré lorsque la dose de neutrons est importante

Le matériau lui-même n'est pas exotique.
C'est juste PE + bore, mais utilisé de manière intelligente à l'intérieur de votre mur de protection.

Paramètres de conception clés pour les murs de blindage modulaires en PE boré

Source de rayonnement et spectre neutronique

Avant d'introduire un modèle 3D dans un logiciel de CAO, il convient de vérifier les points suivants :

Quelle est la source ? LINAC, isotope, faisceau de recherche ou autre ?
Qu'est-ce que la spectre d'énergie des neutrons? Rapide seulement, ou large spectre ?
Quelles sont les limites de dose à respecter à l'extérieur du mur (réglementation + règles de l'hôpital ou de l'usine) ?

Si vous ne connaissez pas le spectre, vous risquez une surconception ou une sous-conception, deux situations très douloureuses par la suite.

Teneur en bore des feuilles de polyéthylène boraté

Il n'est pas toujours nécessaire d'avoir la même teneur en bore.
Trop bas, la capture des neutrons est faible. Trop élevée, le coût et la densité augmentent, et l'usinage peut devenir moins facile.

Tableau 2 - Options de teneur en bore dans les feuilles de PE boraté (conceptuel)

Teneur en bore (en poids)	Cas d'utilisation typique	Pour	Compromis
~2% B	Projets sensibles aux coûts, murs épais autorisés	Mieux que le PE ordinaire, un bon point de départ	Capture de neutrons moins forte que pour le 5%
~5% B	Couche de protection standard contre les neutrons dans les parois modulaires	Bon équilibre : performances, poids et maniabilité	Souvent le choix de prédilection dans de nombreuses pièces
10-30% B	Sécurité en matière de criticité, espace très restreint, points chauds	Très forte capture de neutrons thermiques	Plus lourd, plus cher, utilisation plus spéciale

Il en va de même pour de nombreux projets “normaux” de linac ou de laboratoire, 5% PE boré est en quelque sorte le grade de base.
Si vous avez un “point chaud” ou un budget TVL court à proximité d'une ligne de faisceau, la qualité du bore peut entrer en ligne de compte.

Épaisseur du panneau et accumulation de couches

Au lieu de vous demander “Ai-je besoin de 150 mm ?”, vous pouvez penser comme suit :

Utiliser de l'acier, du plomb ou du béton lourd pour la manutention gamma / rayons X
Utiliser du PE boré pour manipuler neutrons et gamma secondaires provenant de la capture

C'est à vous de décider :

Épaisseur totale du PE boré (par exemple 100-150 mm, en fonction du calcul/de la simulation)
Nombre de couches (par exemple 4 × 25 mm au lieu de 1 × 100 mm)
Comment les empiler dans un cadre modulaire

Ce concept de couche：
Il est toujours possible d'ajouter une couche supplémentaire de PE boraté si les améliorations futures rendent la poutre plus résistante.

Construction de murs de blindage modulaires avec des panneaux PE borés

Nous passons maintenant des chiffres aux matériel réel.
La conception modulaire permet aux personnes présentes sur le site de installer, reconfigurer et réparer sans travaux de génie civil importants.

Taille des panneaux, joints et fixation

Les feuilles de PE boré se présentent généralement sous la forme de plaques de dimensions similaires à celles des autres plastiques techniques. Par exemple :

environ 1000 × 500 mm, 1200 × 2400 mm, et dimensions de coupe personnalisées
épaisseur de 10 mm à 50-70 mm pour une couche

Dans un mur modulaire auquel vous tenez :

Conception conjointe - utiliser des joints à chevauchement, des joints à rainure et languette ou des joints en escalier, et non des joints droits “en bout”.
Pas de chemins d'accès en continu - Il s'agit là d'un autre élément d'argot industriel que l'on entend souvent (personne ne veut d'une “autoroute à neutrons” à travers le mur).
Fixation mécanique - des boulons, des supports ou des cadres qui n'écrasent pas la feuille et ne laissent pas de grandes ouvertures

Le PE boré étant toujours une base de PE, il peut être usiné de la même manière que l'UHMWPE ou le HDPE.
Si vous achetez déjà panneaux d'affichage des boules de sol de Dongxing Rubber, vous connaissez la sensation : solide, résistant, mais facile à couper à la bonne taille ou à percer une fente.

Combinaison du PE boré avec l'acier, le plomb ou le béton

Dans de nombreuses installations modernes, le mur est comme un sandwich :

Peau extérieure ou intérieure : tôle d'acier ou feuille de plomb
Cœur de métier : feuilles de PE borées
Peut-être plus du béton ou des blocs lourds derrière.

Cette construction hybride vous aide :

bloquer les photons avec de l'acier/du plomb
ralentir et capturer les neutrons avec du PE boré
contrôler l'épaisseur et le poids globaux

Et comme la partie en PE boré est modulaire, vous pouvez ajuster la disposition en fonction de vos besoins. carte des doses après la mise en service.

Cas d'utilisation pratiques : Des salles de linac aux murs de protection temporaires

Voyons quelques scènes typiques, pas seulement théoriques：

Mise à niveau de la salle linac de l'hôpital
- L'ancien mur en béton est presque suffisant, mais pas entièrement.
- Vous ajoutez un cadre modulaire à l'intérieur et vous le recouvrez de panneaux en PE boré et peut-être d'une couche d'acier supplémentaire.
- Si une direction présente une dose plus élevée, il suffit de renforcer cette baie avec des panneaux supplémentaires, et non l'ensemble de la pièce.
Ligne de faisceaux de recherche à configuration variable
- Les équipements se déplacent, les ports de transmission changent, le “temporaire” devient “semi-permanent”.
- Les murs modulaires en PE boré vous permettent de construire un blindage neutronique local autour de nouveaux points chauds sans avoir à couler un nouveau labyrinthe de béton chaque année.
Blindage temporaire pendant la mise en service ou la maintenance
- Vous pouvez assembler des écrans en PE boré autonomes, parfois combinés à des chariots en acier.
- Une fois le travail terminé, il suffit de démonter et de stocker les modules. Les murs sont stockés dans un entrepôt et non dans une décharge.

Dans tous ces cas d'utilisation, flexibilité est le mot-clé.
Le béton est éternel ; les panneaux modulaires en PE boré sont plutôt du matériel que l'on peut régler.

Comment le fabricant de caoutchouc et d'UHMWPE Dongxing soutient-il votre projet ?

Dongxing Rubber, à travers uhmwpe-manufacturer.com, fonctionne déjà en tant que Fabricant de produits plastiques techniques à haute performance.

Dongxing Rubber se concentre sur :

personnalisation pour les modules de blindage OEM/ODM
vente en gros en vrac pour les grands projets d'irradiation
échantillonnage rapide (jours et non mois) et une réponse rapide, de sorte que la boucle de conception est plus courte.

Ainsi, lorsque vous planifiez votre prochain mur de blindage modulaire avec des feuilles de PE boré, vous ne choisissez pas seulement un matériau.
Vous choisissez un partenaire qui peut transformer ce matériau en panneaux réels et bien ajustés qui s'insèrent dans votre cadre et fonctionnent simplement.

La partie simulation est peut-être complexe, mais le matériel n'a pas besoin de l'être.