Makabagong aplikasyon ng uhmwpe boron na naglalaman ng sheet sa CT room proteksiyon na pintuan na ginawa ng lampas

Makabagong aplikasyon ng Uhmwpe boron na naglalaman ng sheet sa CT room proteksiyon na pintuan na ginawa ng lampas

Mga katangian ng materyal at mekanismo ng proteksyon ng radiation

Ang ultra-high molecular weight polyethylene (uhmwpe) boron na naglalaman ng sheet na ginawa ng Higit pa ay isang pinagsama-samang proteksiyon na materyal na may ultra-high molekular na timbang polyethylene bilang base material at idinagdag sa mga compound ng boron (tulad ng boron carbide at boric acid). Ang molekular na timbang nito ay kasing taas ng 1.5 milyon o higit pa, na bumubuo ng isang siksik na three-dimensional na istraktura ng network, na nagbibigay ng materyal na napakataas na epekto ng paglaban at kapasidad ng pagsipsip ng enerhiya. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga elemento ng boron (karaniwang 5%-10%), ang kahusayan ng pagsipsip ng board sa neutron radiation ay makabuluhang napabuti. Ang Boron ay may isang thermal neutron pagsipsip ng cross-section na hanggang sa 3837 kamalig, na maaaring epektibong makuha ang mga neutrons at i-convert ang mga ito sa mga hindi nakakapinsalang mga partikulo ng alpha; Kasabay nito, ang elemento ng hydrogen sa materyal na polyethylene base ay nagpapabagal ng mabilis na neutron sa pamamagitan ng nababanat na pagbangga, na bumubuo ng isang 'pagbagal-pagsipsip ' dalawahang mekanismo ng proteksyon.

Sa pagtingin ng kapaligiran ng radiation na pinamamahalaan ng X-ray sa silid ng CT, na lampas sa karagdagang na-optimize ang formula ng materyal at binuo ang lead-boron polyethylene composite board. Ang materyal ay nagpatibay ng isang disenyo ng istraktura ng multi-layer: Ang panlabas na layer ay hindi kinakalawang na asero o coating na lumalaban sa kaagnasan, ang gitnang layer ay uhmwpe-boron composite layer (neutron na kalasag), at ang panloob na layer ay naka-embed na may lead foil (x/γ-ray na kalasag) upang makamit ang buong proteksyon ng radiation. Ang disenyo na ito ay binabawasan ang bigat ng mga tradisyunal na pintuan ng tingga ng 30%, habang natutugunan ang limitasyon ng pagtagas ng radiation (≤2.5μSV/h) ng 'medikal na x-ray diagnostic na mga kinakailangan sa proteksyon ng radiation ' (GBZ 130-2020).

Mga pangunahing pakinabang sa mga pintuan ng proteksyon ng silid ng CT

1. Magaan at Mataas na Lakas

Ang density ng boron na naglalaman ng uhmwpe sheet ay 0.94g/cm³ lamang, na kung saan ay 90% na mas magaan kaysa sa tingga (11.34g/cm³), na lubos na binabawasan ang bigat ng katawan ng pintuan. Ang pagkuha ng karaniwang pintuan ng proteksyon ng silid ng CT (2.5m × 2m) bilang isang halimbawa, ang tradisyunal na pintuan ng tingga ay may timbang na 800kg, habang ang boron na naglalaman ng polyethylene composite door ay nangangailangan lamang ng 200-300kg, na binabawasan ang presyon ng pag-load ng istraktura ng gusali. Kasabay nito, ang lakas ng makunat nito ay umabot sa 40MPa, at ang lakas ng epekto nito ay 8 beses na ang bakal na carbon, at maaari itong makatiis ng higit sa 100,000 mga epekto sa pagbubukas at pagsasara.

2. Composite Protection at Proteksyon sa Kapaligiran

Ang mga tradisyunal na lead plate ay may panganib ng polusyon sa oksihenasyon, habang ang UHMWPE boron na naglalaman ng sheet ay nakamit ang mga pag-upgrade ng proteksyon sa kapaligiran sa pamamagitan ng disenyo na walang lead (tulad ng paggamit ng bihirang gadolinium ng lupa upang mapalitan ang tingga). Ang mga eksperimento ay nagpapakita na ang 15cm makapal na binagong gadolinium oxide/boron carbide/polyethylene composite plate ay may isang rate ng kalasag na 98% para sa californiaium-252 na mapagkukunan ng neutron, at isang rate ng kalasag na 72% at 60% para sa cesium-137 at cobalt-60 gamma ray, ayon sa pagkakabanggit, at ang komprehensibong pagganap nito ay mas mahusay kaysa sa tradisyunal na lead-boron-boron-boron-boron-boron-boron-boron.

3. Paglaban ng Corrosion at madaling pagpapanatili

Ang kinis sa ibabaw ng sheet ay Ra≤0.2μm, hindi ito sumisipsip ng mga pollutant, at maaaring direktang mapupunasan at disimpektado ng medikal na alkohol. Ang rate ng pagsipsip ng tubig nito ay mas mababa sa 0.01%, at pinapanatili pa rin nito ang dimensional na katatagan sa mataas na kahalumigmigan na kapaligiran ng silid ng CT (kamag -anak na kahalumigmigan ≥70%), pag -iwas sa problema ng pagpapapangit at pag -crack ng mga tradisyunal na pintuan ng proteksiyon na kahoy.

3. Mga Breakthrough ng Teknolohiya

Matalinong pagsasama: Ang katawan ng pinto ay naka-embed sa mga sensor ng presyon at mga aparato na anti-pinch. Kapag nakatagpo ng mga hadlang, awtomatiko itong tumalbog sa loob ng 0.1 segundo, at ang kaligtasan ay napabuti ng 5 beses.

Disenyo ng Pagbabawas ng ingay: Sa pamamagitan ng mga katangian ng self-lubricating ng UHMWPE, ang koepisyent ng friction ng gabay na riles ay nabawasan sa 0.05, at ang ingay ng pagbubukas at pagsasara ng pinto ay ≤45dB.

Thermal Neutron Shielding Verification: Ayon sa pagsubok ng China Institute of Radiation Protection, ang Lupon ay may rate ng pagsipsip na 95% para sa 0.025EV thermal neutrons at isang pagbagal ng kahusayan ng 76% para sa 5mev mabilis na neutrons.

4. Mga uso sa industriya at mga prospect sa hinaharap

Sa ipinag-uutos na mga kinakailangan ng 'Medical Radiation Protection Standard ' (2025 Edition) para sa 'lead-free protection ', ang pagbabahagi ng merkado ng mga boron na naglalaman ng mga board ng UHMWPE ay inaasahang tataas mula sa 35% sa 2024 hanggang 65% sa 2028. Higit pa sa pagbuo ng mga sumusunod na makabagong direksyon:

1. Teknolohiya ng Nano-Modification: Sa pamamagitan ng pagbabago ng ibabaw ng nano-gadolinium oxide, ang rate ng kalasag ng gamma-ray na 15cm makapal na mga board ay nadagdagan sa 85%.

2. Mga Materyal na Matalinong Tugon: Bumuo ng temperatura na sensitibo sa boron na naglalaman ng polyethylene, na awtomatikong nagbabago ng kulay upang babalaan kapag ang radiation ay lumampas sa pamantayan.

3. Pag-install ng Modular: Ilunsad ang isang standardized plug-in na proteksiyon na sistema ng plato, pinaikling ang panahon ng konstruksyon mula 7 araw hanggang 48 oras.

Ang UHMWPE boron na naglalaman ng sheet ay muling pagsasaayos ng industriya ng proteksyon ng radiation ng medikal sa pamamagitan ng malalim na pagsasama ng materyal na disenyo ng agham at engineering, na nagbibigay ng isang 'solusyon ng Tsino ' para sa proteksyon ng kaligtasan ng mga silid ng CT sa buong mundo.