יישום חדשני של UHMWPE המכיל גיליון בורון בדלת ההגנה על חדר CT המיוצר על ידי מעבר

יישום חדשני של גיליון UHMWPE המכיל בורון בדלת ההגנה על חדר CT המיוצר על ידי מעבר

תכונות חומר ומנגנון הגנת קרינה

הגליון המכיל בורון המשקל המולקולרי במיוחד (UHMWPE) מכיל בורון המיוצר על ידי מעבר לחומר מגן מורכב עם פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה במיוחד כחומר הבסיס ונוסף עם תרכובות בורון (כמו בורון קרביד וחומצה בורית). המשקל המולקולרי שלו גבוה עד 1.5 מיליון ומעלה, ויוצר מבנה רשת תלת מימדי צפוף, ומעניק לחומר התנגדות גבוהה במיוחד להשפעה ויכולת ספיגת אנרגיה. על ידי הוספת אלמנטים בורון (בדרך כלל 5%-10%), משופרת משמעותית את יעילות הקליטה של ​​הלוח לקרינת נויטרונים. לבורון יש חתך ספיגת נויטרונים תרמי של עד 3837 אסמים, שיכולים לתפוס ביעילות נויטרונים ולהמיר אותם לחלקיקי אלפא לא מזיקים; במקביל, אלמנט המימן בחומר הבסיס הפוליאתילן מאט נויטרונים מהירים באמצעות התנגשויות אלסטיות, ויוצר מנגנון הגנה כפול של האטה '.

לאור סביבת הקרינה הנשלטת על ידי רנטגן בחדר ה- CT, מעבר למיטוב נוסף של הנוסחה החומרית ופיתחה את הלוח המורכב הפוליאתילן המוביל-בורון. החומר מאמצת תכנון מבנה רב שכבתי: השכבה החיצונית היא ציפוי נירוסטה או עמידה בקורוזיה, השכבה האמצעית היא שכבה מורכבת של UHMWPE-Boron (מיגון נויטרונים), והשכבה הפנימית משובצת סכל עופרת (X/γ-ray Shied) כדי להשיג הגנת קריאה מלאה של הגנת קריאה. תכנון זה מצמצם את משקל דלתות העופרת המסורתיות ב -30%, תוך עמידה במגבלת קרינת הדליפה (≤2.5μSV/h) של 'דרישות הגנת ההגנה על קרינת אבחון רנטגן רפואי ' (GBZ 130-2020).

יתרונות ליבה בדלתות הגנה על חדר CT

1. קל משקל וחוזק גבוה

הצפיפות של גיליון UHMWPE המכיל בורון היא רק 0.94 גרם/ס'מ, שהוא 90% בהיר יותר מאשר עופרת (11.34 גרם/ס'מ 3), ומפחית מאוד את משקל גוף הדלת. כדוגמה, לקיחת דלת ההגנה הסטנדרטית לחדר CT (2.5 מ '× 2 מ'), דלת המוליכה המסורתית שוקלת 800 ק'ג, ואילו הדלת המורכבת הפוליאתילן המכילה בורון זקוקה רק ל 200-300 ק'ג, ומפחיתה את לחץ הנושא העומס של מבנה הבניין. יחד עם זאת, חוזק המתיחה שלו מגיע ל -40 מגהפ'א, וכוח ההשפעה שלו הוא פי 8 מזה של פלדת פחמן, והוא יכול לעמוד יותר ממאה אלף השפעות פתיחה וסגירה.

2. הגנה מורכבת והגנה על הסביבה

לוחות עופרת מסורתיים יש סיכון לזיהום חמצון, ואילו גיליון UHMWPE המכיל בורון משיג שדרוגי הגנה על הסביבה באמצעות תכנון נטול עופרת (כמו שימוש בגדוליניום אדמה נדיר להחלפת עופרת). הניסויים מראים כי לצלחת המורכבת של גאדוליניום/בורון קרביד/פוליאתילן שהשתנה בעובי 15 ס'מ יש שיעור מיגון של 98% למקור נויטרון בקליפורניה-252, ושיעור מיגון של 72% ו -60% עבור Cesium-137 ו- Covalt-60 קרני גאמה, בהתאמה, והביצועים המופיעים שלה מוביל.

3. עמידות בפני קורוזיה ותחזוקה קלה

החלקות פני השטח של הסדין היא ra≤0.2 מיקרומטר, היא אינה סופגת מזהמים וניתן למחוק אותם ישירות ולחטא באלכוהול רפואי. קצב ספיגת המים שלו הוא פחות מ- 0.01%, והוא עדיין שומר על יציבות ממדית בסביבת הלחות הגבוהה של חדר ה- CT (לחות יחסית ≥70%), תוך הימנעות מבעיית העיוות והסדק של דלתות מגן מעץ מסורתיות.

3. פריצות דרך טכנולוגיות

אינטגרציה אינטליגנטית: גוף הדלת משובץ חיישני לחץ ומכשירים אנטי-צנריים אינפרא אדום. בעת פגיעה במכשולים, היא תתאושש אוטומטית תוך 0.1 שניות, והבטיחות משופרת פי 5.

תכנון הפחתת רעש: באמצעות מאפייני הסיכה העצמית של UHMWPE, מקדם החיכוך של מעקה המדריך מצטמצם ל 0.05, והרעש של פתיחת וסגירת הדלת הוא ≤45dB.

אימות מיגון נויטרון תרמי: על פי מבחן המכון להגנת הקרינה בסין, לדירקטוריון יש שיעור ספיגה של 95% עבור נויטרונים תרמיים של 0.025EV ויעילות האטה של ​​76% לנויטרונים מהירים של 5MEV.

4. מגמות בתעשייה וסיכויים עתידיים

עם דרישות החובה של 'תקן הגנת הקרינה הרפואית ' (מהדורת 2025) עבור 'הגנה ללא עופרת ', צפוי נתח השוק של מועצות UHMWPE המכילות בורון לעלות מ- 35% ב- 2024 ל- 65% בשנת 2028. מעבר הוא פיתוח ההוראות החדשניות הבאות:

1. טכנולוגיית שינוי ננו: באמצעות שינוי פני השטח של תחמוצת הננו-גדוליניום, קצב ההגנה של קרני הגמא של לוחות בעובי 15 ס'מ מוגדל ל 85%.

2. חומרי תגובה חכמים: פיתוח פוליאתילן המכיל בורון רגיש לטמפרטורה, המשנה אוטומטית את הצבע כדי להתריע כאשר הקרינה חורגת מהתקן.

3. התקנה מודולרית: הפעל מערכת צלחות מגן סטנדרטיות של פלאגין, קיצור תקופת הבנייה מ -7 ימים ל 48 שעות.

גיליון UHMWPE המכיל בורון של מעבר לעיצוב מחדש של ענף הגנת הקרינה הרפואית באמצעות שילוב עמוק של מדעי החומרים והעיצוב ההנדסי, ומספק פיתרון סיני 'להגנת הבטיחות של חדרי CT ברחבי העולם.