Aplicación innovadora de la hoja que contiene el boro de UHMWPE en la puerta protectora de la sala de CT producida por más allá

Aplicación innovadora de Hoja que contiene el boro de Uhmwpe en la puerta protectora de la sala de CT producida por más allá

Propiedades del material y mecanismo de protección de radiación

La hoja que contiene el boro de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) producida por Más allá hay un material protector compuesto con polietileno de peso molecular ultra alto como material base y agregado con compuestos de boro (como carburo de boro y ácido bórico). Su peso molecular es tan alto como 1,5 millones o más, formando una densa estructura de red tridimensional, lo que le da al material la resistencia de impacto extremadamente alta y la capacidad de absorción de energía. Al agregar elementos de boro (generalmente 5%-10%), la eficiencia de absorción de la radiación de la placa a los neutrones mejora significativamente. Boron tiene una sección transversal de absorción de neutrones térmicos de hasta 3837 graneros, que pueden capturar efectivamente neutrones y convertirlos en partículas alfa inofensivas; Al mismo tiempo, el elemento de hidrógeno en el material base de polietileno ralentiza los neutrones rápidos a través de colisiones elásticas, formando un mecanismo de protección dual 'Absorción de desaceleración'.

En vista del entorno de radiación dominado por la rayos X en la sala de TC, más allá de la fórmula de material y desarrolló la placa compuesta de polietileno de liderazgo. El material adopta un diseño de estructura de múltiples capas: la capa externa es de acero inoxidable o recubrimiento resistente a la corrosión, la capa intermedia es una capa compuesta de boro uhmwpe (blindaje de neutrones), y la capa interna está integrada con la lámina de plomo (blindaje de rayos X/γ/γ) para lograr una protección de radiación de espectro completa. Este diseño reduce el peso de las puertas de plomo tradicionales en un 30%, al tiempo que cumple con el límite de radiación de fuga (≤2.5 μSV/h) de los 'Requisitos de protección de radiación de diagnóstico de rayos X médicos ' (GBZ 130-2020).

Ventajas del núcleo en puertas de protección de habitaciones CT

1. Ligero y alta fuerza

La densidad de la hoja UHMWPE que contiene boro es solo 0.94 g/cm³, que es 90% más ligera que el plomo (11.34 g/cm³), reduciendo en gran medida el peso del cuerpo de la puerta. Tomando la puerta de protección de la habitación CT estándar (2.5m × 2m) como ejemplo, la puerta de plomo tradicional pesa 800 kg, mientras que la puerta compuesta de polietileno que contiene boro solo necesita 200-300 kg, reduciendo la presión de carga de la estructura del edificio. Al mismo tiempo, su resistencia a la tracción alcanza los 40MPa, y su resistencia al impacto es 8 veces mayor que la del acero al carbono, y puede soportar más de 100,000 impactos de apertura y cierre.

2. Protección compuesta y protección del medio ambiente

Las placas de plomo tradicionales tienen el riesgo de contaminación de la oxidación, mientras que la hoja que contiene el boro de UHMWPE logra actualizaciones de protección del medio ambiente a través del diseño sin plomo (como el uso de gadolinio de tierras raras para reemplazar el plomo). Los experimentos muestran que la placa compuesta de óxido de gadolinio modificado de 15 cm de espesor/carburo de boro/placa compuesta de polietileno tiene una tasa de blindaje del 98% para la fuente de neutrones de californio-252, y una tasa de blindaje de 72% y 60% para el cesio-137 y las gamma gamma de Cobalto-60, respectivamente, y su rendimiento comprensivo es mejor que el de plomo tradicional de plomo.

3. Resistencia a la corrosión y fácil mantenimiento

La suavidad de la superficie de la lámina es RA≤0.2 μm, no absorbe contaminantes y se puede borrar directamente y desinfectarse con alcohol médico. Su tasa de absorción de agua es inferior al 0.01%, y aún mantiene la estabilidad dimensional en el ambiente de alta humedad de la sala de TC (humedad relativa ≥70%), evitando el problema de la deformación y el agrietamiento de las puertas protectoras de madera tradicionales.

3. Breakthroughs tecnológicos

Integración inteligente: el cuerpo de la puerta está incrustado con sensores de presión y dispositivos antimi-infrarrojos. Al encontrar obstáculos, se recuperará automáticamente en 0.1 segundos, y la seguridad se mejora 5 veces.

Diseño de reducción de ruido: a través de las características de lubricantes de UHMWPE, el coeficiente de fricción del riel guía se reduce a 0.05, y el ruido de abrir y cerrar la puerta es ≤45dB.

Verificación de blindaje de neutrones térmicos: según la prueba del Instituto de Protección de Radiación de China, la Junta tiene una tasa de absorción del 95% para neutrones térmicos de 0.025eV y una eficiencia de desaceleración del 76% para los neutrones rápidos de 5 metros.

4. Tendencias de la industria y perspectivas futuras

Con los requisitos obligatorios del 'Estándar de protección de la radiación médica' (edición 2025) para 'Protección sin plomo', se espera que la cuota de mercado de los tableros UHMWPE que contienen boro aumenten del 35% en 2024 a 65% en 2028. Más allá está desarrollando las siguientes direcciones innovadoras:

1. Tecnología de nanomodificación: a través de la modificación de la superficie del óxido de nano-gadolinio, la tasa de blindaje de rayos gamma de tableros de 15 cm de espesor aumenta al 85%.

2. Materiales de respuesta inteligente: desarrollar el polietileno que contiene el boro sensible a la temperatura, lo que cambia automáticamente el color para advertir cuándo la radiación excede el estándar.

3. Instalación modular: inicie un sistema estandarizado de placa de protección de enchufe, acortando el período de construcción de 7 días a 48 horas.

Beyond's Uhmwpe que contiene la hoja que contiene boro está reestructurando la industria de protección de radiación médica a través de la profunda integración del diseño de ciencia y ingeniería de materiales, proporcionando una 'solución china' para la protección de seguridad de las salas de TC en todo el mundo.