แผ่นโบรอน-โพลีเอทิลีนมีความหนา 2-30 ซม. สาขาการใช้งานทางเทคนิคคือเทคโนโลยีนิวเคลียร์เพื่อการป้องกันรังสีไอออนิก แผ่นโบรอน-โพลีเอทิลีนใช้สำหรับป้องกันนิวตรอนเร็วในบริเวณรังสีนิวตรอน และรังสีผสมนิวตรอน-Y ในด้านการป้องกันรังสีไอออนิก เพื่อป้องกันอันตรายและความเสียหายที่เกิดจากรังสีนิวตรอนต่อผู้ปฏิบัติงานและประชาชนทั่วไป
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันของโบรอนโพลีเอทิลีนต่ออนุภาคนิวตรอนเร็วและแก้ปัญหาความยากลำบากในการผลิตแผ่นโบรอนโพลีเอทิลีนในเชิงพาณิชย์ในประเทศจีน จึงได้มีการพัฒนาแผ่นโพลีเอทิลีนที่มีโบรอนเป็นส่วนประกอบที่มีปริมาณโบรอน 8% ในแง่ของหลักการป้องกันอนุภาคนิวตรอนเร็ว เนื่องจากมวลนิ่งของนิวตรอนคือ 1.0086649U ในขณะที่มวลนิ่งของอะตอมไฮโดรเจน (เช่น โปรตอน) คือ 1.007825 U [1] มวลอะตอมของนิวตรอนจึงใกล้เคียงกับมวลอะตอมของไฮโดรเจน ดังนั้น เมื่อนิวตรอนเร็วชนกับนิวเคลียสของไฮโดรเจนในวัสดุป้องกัน มันจะสูญเสียพลังงานได้ง่ายที่สุดโดยการถ่ายโอนไปยังนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน ทำให้ความเร็วของนิวตรอนเร็วลดลงกลายเป็นนิวตรอนช้าและนิวตรอนความร้อน ยิ่งวัสดุป้องกันมีไฮโดรเจนมากเท่าใด ผลกระทบในการลดความเร็วก็จะยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นเท่านั้น ในบรรดาวัสดุป้องกันนิวตรอนที่ใช้กันทั่วไป โพลีเอทิลีนมีปริมาณไฮโดรเจนสูงที่สุด สูงถึง 7.92 x 10⁻²² อะตอม/cm³ ก๊าซ ดังนั้น โพลีเอทิลีนจึงเป็นตัวหน่วงที่ดีที่สุดสำหรับการป้องกันนิวตรอนเร็ว หลังจากที่นิวตรอนเร็วชะลอตัวลงเป็นนิวตรอนความร้อนแล้ว จำเป็นต้องใช้วัสดุป้องกันที่มีพื้นที่หน้าตัดการดูดซับนิวตรอนความร้อนสูงโดยไม่มีการแผ่รังสี Y พลังงานสูง เพื่อดูดซับนิวตรอนความร้อน เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการป้องกันนิวตรอนเร็วได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากพื้นที่หน้าตัดการดูดซับนิวตรอนความร้อนสูงถึง (3840 μL) x 10⁻²⁴ cm²[3] และความอุดมสมบูรณ์ของ kiB ในโบรอนธรรมชาติอยู่ที่ 18.98% [3] ซึ่งหาได้ง่าย วัสดุที่มีโบรอนจึงเป็นตัวดูดซับที่ดีสำหรับการป้องกันนิวตรอนความร้อน
การป้องกันรังสีนิวตรอนในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องเร่งอนุภาคพลังงานปานกลาง (สูง) เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู เรือดำน้ำนิวเคลียร์ เครื่องเร่งอนุภาคทางการแพทย์ อุปกรณ์การรักษาด้วยนิวตรอน และสถานที่อื่นๆ
วันที่เผยแพร่: 31 พฤษภาคม 2565