Проектирование модульных экранирующих стен с использованием борированных полиэтиленовых листов

Когда вы проектируете защитную стену, вы не просто боретесь с радиацией.
Вы также сражаетесь космос, бюджет, и будущие обновления.

Именно здесь модульные экранирующие стены с борированные полиэтиленовые листы заходите.
Вы получаете надежную нейтронную защиту, чистую установку, и впоследствии вы все равно сможете подправить стену, как блоки Lego, а не как залитый бетон.

Зачем использовать листы борированного полиэтилена для модульных экранирующих стен

Полиэтилен (ПЭ) У него уже есть большое преимущество: он полон водорода.
Водород замедляет быстрые нейтроны. Затем мы добавляем в полиэтилен бор. Бор “съедает” тепловые нейтроны.

Итак, борированный полиэтилен (борированный полиэтилен) работает следующим образом:

Часть полиэтилена: замедляет быстрые нейтроны
Часть бора: захватывает медленные нейтроны
Результат: меньше нейтронных потоков, меньше головной боли на карте доз.

По сравнению с тяжелым бетоном, только борированные полиэтиленовые листы:

это зажигалка
это прост в обработке (вы режете, сверлите, фрезеруете, как и другие пластики).
это модульная - вы можете рассматривать их как панели, а не как монолитную стену

Ниже приведено простое сравнение, которое вы можете представить инженеру или специалисту по технике безопасности.

Таблица 1 - Типичные свойства: Обычный полиэтилен против борированного полиэтиленового листа 5%

Недвижимость	Обычный полиэтиленовый лист (типовой)	5% Борированный полиэтиленовый лист (типовой)	Что это значит для вас
Плотность ρ (приблизительно)	~0,94 г/см³	~1,05-1,10 г/см³	Борированный полиэтилен немного тяжелее, но все равно легкий
Содержание водорода	Высокий	Высокий	Оба замедляют быстрые нейтроны
Содержание бора (по весу)	0	~5%	Борированный полиэтилен улавливает тепловые нейтроны
Обрабатываемость	Хорошо	Хорошо	Фрезерование, сверление, резка с ЧПУ - все ОК
Типичная толщина листа	10-50 мм	10-70 мм	Вы складываете листы для достижения проектной толщины
Типичное использование	Экранирование из полиэтилена общего назначения, структурное	Нейтронный защитный слой	Используйте борированный полиэтилен там, где важна доза нейтронов

Видите ли, сам материал не является экзотическим.
Просто ПЭ + бор, но с умом использовать внутри экранирующей стены.

Основные параметры конструкции модульных экранирующих стенок из борированного полиэтилена

Источник излучения и нейтронный спектр

Прежде чем вводить 3D-модель в CAD, проанализируйте эти моменты:

Что является источником? LINAC, изотоп, исследовательская пучковая линия или что-то другое?
Что такое энергетический спектр нейтронов? Только быстрый или широкий спектр?
Какие пределы дозы нужны за пределами стены? (норматив + правило больницы / завода)

Если вы не знаете спектра, вы рискуете переборщить с дизайном или недоработать его, что впоследствии будет очень болезненно.

Содержание бора в листах из борированного полиэтилена

Не всегда нужно одинаковое содержание бора.
Слишком низкий уровень - слабый захват нейтронов. Слишком высокая - повышается стоимость и плотность, а обработка может стать менее удобной.

Таблица 2 - Варианты содержания бора в листах из борированного полиэтилена (концептуально)

Уровень содержания бора (по весу)	Типичный пример использования	Плюсы	Компромиссы
~2% B	Экономичные проекты, толстые стены разрешены	Лучше, чем обычный полиэтилен, хорошая отправная точка	Не такой сильный захват нейтронов, как в 5%
~5% B	Стандартный нейтронный защитный слой в модульных стенах	Хороший баланс: производительность, вес, управляемость	Часто используется во многих комнатах.
10-30% B	Критическая безопасность, очень узкое пространство, горячие точки	Очень сильный захват тепловых нейтронов	Более тяжелые, дорогие, специального назначения

Так и во многих “обычных” проектах linac или лабораторий, 5% борированный полиэтилен это как рабочая лошадка.
Если у вас есть “горячая точка” или короткий бюджет на ТВЛ вблизи линии луча, то можно обсудить вопрос о высоком содержании бора.

Толщина панелей и наращивание слоев

Вместо того чтобы спрашивать: “Нужно ли мне 150 мм?”, вы можете думать так:

Используйте сталь / свинец / тяжелый бетон для обработки гамма-излучение / рентгеновское излучение
Используйте борированный полиэтилен для обработки нейтроны и вторичные гамма-излучения от захвата

Затем вы принимаете решение:

Общая толщина борированного полиэтилена (например, 100-150 мм, в зависимости от расчета/симуляции)
Количество слоев (например, 4 × 25 мм вместо 1 × 100 мм)
Как сложить их в модульную рамку

Концепция этого слоя：
Вы всегда можете добавить еще один слой из борированного полиэтилена, если в будущем модернизация сделает балку более прочной.

Строительство модульных экранирующих стен с использованием борированных полиэтиленовых панелей

Теперь перейдем от чисел к настоящее оборудование.
Модульная конструкция означает, что люди на месте могут установка, перенастройка и ремонт без серьезных строительных работ.

Размеры панелей, соединения и крепления

Обычно листы из борированного полиэтилена выпускаются в виде пластин таких же размеров, как и другие инженерные пластики. Например:

около 1000 × 500 мм, 1200 × 2400 мм и нестандартные размеры резки
толщина от 10 мм до 50-70 мм для одного слоя

В модульной стене, о которой вы заботитесь:

Совместный дизайн - используйте соединения внахлест, шпунт или ступенчатые соединения, а не прямые соединения “встык”.
Отсутствие потоковых путей - Это еще одна часть промышленного сленга, которую можно часто услышать (никто не хочет, чтобы через стену проходила “нейтронная магистраль”).
Механическое крепление - болты, кронштейны или рамы, которые не сминают лист и не оставляют больших зазоров

Поскольку борированный полиэтилен все еще является основой полиэтилена, вы можете обрабатывать его так же, как UHMWPE или HDPE.
Если вы уже купили напольные шаровые стиральные доски от Dongxing Rubber, вы знаете, что это такое: твердый, прочный, но легко режется по размеру или прокладывает паз.

Сочетание борированного полиэтилена со сталью, свинцом или бетоном

Во многих современных инсталляциях стена напоминает сэндвич:

Внешняя или внутренняя кожа: стальной лист или свинцовый лист
Ядро: борированные полиэтиленовые листы
Может быть, за спиной бетон или тяжелые блоки.

Этот гибридный билд поможет вам:

блокировать фотоны сталью/свинцом
замедление и захват нейтронов с помощью борированного полиэтилена
контролируйте общую толщину и вес

А благодаря тому, что часть из борированного полиэтилена является модульной, вы можете изменять компоновку в соответствии с вашими потребностями. карта доз после ввода в эксплуатацию.

Практические примеры использования: От ламинационных комнат до временных экранирующих стен

Давайте рассмотрим несколько типичных сцен, а не только теорию.

Модернизация линак-кабинета в больнице
- Старой бетонной стены почти достаточно, но не полностью.
- Внутри вы устанавливаете модульную раму и обшиваете ее панелями из борированного полиэтилена и, возможно, еще одним стальным слоем.
- Если в одном направлении наблюдается повышенная доза, вы укрепляете дополнительными панелями только этот отсек, а не всю комнату.
Исследовательская линия с изменяющейся планировкой
- Оборудование перемещается, порты лучей меняются, “временное” становится “полупостоянным”.
- Модульные стены из борированного полиэтилена позволяют создавать локальную нейтронную защиту вокруг новых горячих точек, не заливая каждый год новый бетонный лабиринт.
Временное экранирование во время ввода в эксплуатацию или технического обслуживания
- Вы можете собрать отдельно стоящие экраны из борированного полиэтилена, иногда в сочетании со стальными тележками.
- По окончании работы вы просто разбираете и складываете модули. Стены отправляются на склад, а не на свалку.

Во всех этих вариантах использования, гибкость ключевое слово.
Бетон - это навсегда; модульные панели из борированного полиэтилена - это скорее оборудование, которое можно настроить.

Как Dongxing Rubber и UHMWPE-производитель поддерживают ваш проект

Dongxing Rubber, через uhmwpe-manufacturer.com, уже работает как Производитель высокоэффективных инженерных пластиковых изделий.

Компания Dongxing Rubber специализируется на:

персонализация для экранирующих модулей OEM/ODM
оптовая торговля для больших радиационных проектов
быстрая выборка (дни, а не месяцы) и быстрое реагирование, поэтому цикл проектирования будет короче.

Поэтому, когда вы планируете следующую модульную защитную стену из листов борированного полиэтилена, вы не просто выбираете материал.
Вы выбираете партнера, который может превратить этот материал в реальные, хорошо подогнанные панели, которые вставляются в вашу раму и просто работают.

Возможно, симуляторная часть сложна, но аппаратная часть не обязательна.