보레이트 PE 시트를 사용한 모듈형 차폐벽 설계

차폐벽을 설계할 때는 방사선을 차단하는 것만이 목적이 아닙니다.
당신은 또한 싸운다 공간, 예산, 및 향후 업그레이드.

여기에서 모듈형 차폐벽을 갖춘 보레이트 PE 시트 들어오세요.
견고한 중성자 보호, 깔끔한 설치, 그리고 나중에 타설 콘크리트가 아닌 레고 블록처럼 벽을 조정할 수 있습니다.

모듈형 차폐벽에 보레이트 폴리에틸렌 시트를 사용하는 이유

폴리에틸렌(PE) 이미 수소가 가득하다는 큰 장점이 있습니다.
수소는 빠른 중성자를 느리게 합니다. 그런 다음 붕소를 PE에 추가합니다. 붕소는 열 중성자를 “먹습니다”.

그래서 붕산 폴리에틸렌 (보레이트 PE)는 다음과 같이 작동합니다:

PE 부분: 빠른 중성자를 느리게 합니다.
붕소 부분: 느린 중성자 포착
결과: 중성자 스트리밍 감소, 선량 지도의 두통 감소

무거운 콘크리트만 사용하는 보레이트 PE 시트와 비교:

는 라이터
는 손쉬운 기계 가공 (다른 플라스틱처럼 자르고, 뚫고, 구멍을 뚫습니다.)
는 모듈형 - 모놀리식 벽이 아닌 패널로 취급할 수 있습니다.

아래는 엔지니어나 안전 책임자 앞에 놓을 수 있는 간단한 비교표입니다.

표 1 - 일반적인 특성: 일반 PE와 5% 보레이트 PE 시트 비교

속성	일반 PE 시트(일반)	5% 보레이트 PE 시트(일반)	사용자에 대한 의미
밀도 ρ(약)	~0.94g/cm³	~1.05-1.10 g/cm³	보레이트 PE는 약간 무겁지만 여전히 가볍습니다.
수소 함량	높음	높음	둘 다 빠른 중성자를 느리게 합니다.
붕소 함량(중량 기준)	0	~5%	열 중성자를 포획하는 보레이트 PE
기계 가공성	Good	Good	CNC 라우팅, 드릴링, 절단 모두 OK
일반적인 시트 두께	10-50mm	10-70mm	시트를 쌓아 디자인 두께에 도달합니다.
일반적인 사용	일반 PE 차폐, 구조용	중성자 차폐 레이어	중성자 선량이 중요한 경우 붕소 처리된 PE 사용

소재 자체가 이국적이지 않다는 것을 알 수 있습니다.
그냥 PE + 붕소, 하지만 차폐벽 내부에서 스마트하게 사용하세요.

모듈형 보레이트 PE 차폐벽의 주요 설계 파라미터

방사선원 및 중성자 스펙트럼

3D 모델을 CAD에 넣기 전에 이 점을 꼭 기억하세요:

출처는 무엇인가요? LINAC, 동위원소, 연구용 빔 라인 또는 다른 것입니까?
무엇인가요? 중성자 에너지 스펙트럼? 빠르기만 하나요, 아니면 넓은 스펙트럼을 원하시나요?
벽 밖에서는 어떤 용량 제한이 필요한가요? (규정 + 병원/공장 규칙)

스펙트럼을 모른다면 과잉 설계 또는 과소 설계의 위험이 있으며, 이는 나중에 매우 고통스러운 결과를 초래할 수 있습니다.

붕소 폴리에틸렌 시트의 붕소 함량

항상 동일한 붕소 함량이 필요한 것은 아닙니다.
너무 낮으면 중성자 포획이 약합니다. 너무 높으면 비용과 밀도가 높아져 가공성이 떨어질 수 있습니다.

표 2 - 붕소 함유 PE 시트의 붕소 함량 옵션(개념)

붕소 수준(중량 기준)	일반적인 사용 사례	장점	트레이드 오프
~2% B	비용에 민감한 프로젝트, 두꺼운 벽 허용	일반 체육보다 더 나은 출발점, 좋은 출발점	5%만큼 강력한 중성자 포집은 아닙니다.
~5% B	모듈형 벽의 표준 중성자 차폐 레이어	좋은 균형: 성능 대 무게, 핸들링	많은 객실에서 종종 “자주 찾는” 선택지
10-30% B	중요성 안전, 매우 좁은 공간, 핫스팟	매우 강력한 열 중성자 포착	더 무겁고, 더 비싸고, 더 특별한 용도

따라서 많은 “일반적인” 리낙 또는 실험실 프로젝트에서 그렇습니다, 5% 보레이트 PE 는 워크포스 등급과 같습니다.
빔 라인 근처에 “핫스팟” 또는 짧은 TVL 예산이 있는 경우, 고붕소 등급이 논의에 들어갈 수 있습니다.

패널 두께 및 레이어 빌드업

“150mm가 필요한가요?”라고 묻는 대신 이렇게 생각할 수 있습니다:

강철 / 납 / 무거운 콘크리트 취급 시 사용 감마/엑스레이
붕산염 처리된 PE를 사용하여 캡처에서 중성자 및 이차 감마선

그런 다음 결정하세요:

총 보레이트 PE 두께(예: 100-150mm, 계산/시뮬레이션에 따라 다름)
레이어 수(예: 1 × 100mm가 아닌 4 × 25mm)
모듈형 프레임에 쌓는 방법

이 레이어 개념:
향후 업그레이드를 통해 빔이 더 강해지면 언제든지 보레이트 PE 레이어를 하나 더 추가할 수 있습니다.

보레이트 PE 패널로 모듈형 차폐벽 구축하기

이제 숫자에서 실제 하드웨어.
모듈식 설계는 현장 직원들이 다음을 수행할 수 있음을 의미합니다. 설치, 재구성 및 수리 큰 토목 공사 없이도 가능합니다.

패널 크기, 조인트 및 고정

일반적인 보레이트 PE 시트는 다른 엔지니어링 플라스틱과 유사한 플레이트 크기로 제공됩니다. 예를 들어

약 1000 × 500mm, 1200 × 2400mm 및 맞춤형 절단 크기
한 레이어의 두께는 10mm에서 최대 50-70mm입니다.

모듈형 벽에 관심이 있는 경우:

조인트 디자인 - 직선형 “맞대기” 조인트가 아닌 오버랩 조인트, 텅 앤 그루브 또는 스텝 조인트를 사용합니다.
스트리밍 경로 없음 - 업계에서 많이 듣는 또 다른 속어입니다(벽을 통과하는 “중성자 고속도로'를 원하는 사람은 아무도 없습니다).
기계적 고정 - 시트를 찌그러뜨리지 않고 큰 틈을 남기지 않는 볼트, 브래킷 또는 프레임

붕산염 PE는 여전히 PE 베이스이므로 UHMWPE 또는 HDPE와 유사하게 가공할 수 있습니다.
이미 구매하신 경우 플로어 볼 대시 보드 동싱고무의 제품은 단단하고 견고하지만 크기에 맞게 자르거나 슬롯을 뚫기 쉬운 느낌을 잘 알고 있습니다.

보레이트 PE와 강철, 납 또는 콘크리트의 결합

많은 현대식 시설에서 벽은 샌드위치와 같은 역할을 합니다:

외피 또는 내피: 강판 또는 리드 시트
Core: 보레이트 PE 시트
뒤에 콘크리트나 무거운 블록을 더할 수도 있습니다.

이 하이브리드 빌드가 도움이 됩니다:

강철/납으로 광자 차단
붕소화 PE로 중성자를 느리게 포집하고 포획합니다.
전체 두께와 무게를 제어할 수 있습니다.

또한 보레이트 PE 부품은 모듈식이기 때문에 필요에 따라 레이아웃을 조정할 수 있습니다. 선량 지도 커미셔닝 후.

실제 사용 사례: 리낙 룸에서 임시 차폐 벽까지

이론이 아닌 몇 가지 대표적인 장면을 살펴보겠습니다.

병원 리낙 룸 업그레이드
- 오래된 콘크리트 벽은 거의 충분하지만 완전하지는 않습니다.
- 내부에 모듈형 프레임을 추가하고 그 위에 보링 처리된 PE 패널과 스틸 레이어를 하나 더 추가합니다.
- 한 방향에서 더 높은 선량이 나타나면 해당 베이만 추가 패널로 보강하고 전체 방은 보강하지 않습니다.
레이아웃이 변경되는 연구 빔 라인
- 장비 이동, 빔 포트 변경, “임시'가 ”반영구적'으로 바뀝니다.
- 모듈식 보레이트 PE 벽을 사용하면 매년 콘크리트 미로를 새로 만들지 않고도 새로운 핫스팟 주변에 국소 중성자 차폐를 구축할 수 있습니다.
시운전 또는 유지보수 중 임시 차폐 조치
- 독립형 보레이트 PE 스크린을 조립할 수 있으며 때로는 강철 카트와 결합할 수도 있습니다.
- 작업이 끝나면 모듈을 분해하여 보관하기만 하면 됩니다. 벽은 매립이 아닌 창고로 이동합니다.

이 모든 사용 사례에서, 유연성 가 키워드입니다.
콘크리트는 영원하지만, 보링 처리된 PE 모듈식 패널은 조정할 수 있는 하드웨어와 비슷합니다.