Aplikasi inovatif lembar yang mengandung boron UHMWPE di pintu pelindung ruang CT yang diproduksi oleh Beyond

Aplikasi inovatif Lembar yang mengandung boron uhmwpe di pintu pelindung ruang CT yang diproduksi oleh di luar

Sifat material dan mekanisme perlindungan radiasi

Lembar yang mengandung boron dengan berat molekul ultra-tinggi (UHMWPE) yang diproduksi oleh Beyond adalah bahan pelindung komposit dengan polietilen berat molekul ultra-tinggi sebagai bahan basa dan ditambahkan dengan senyawa boron (seperti boron karbida dan asam borat). Berat molekulnya setinggi 1,5 juta atau lebih, membentuk struktur jaringan tiga dimensi yang padat, memberikan materi resistensi dampak yang sangat tinggi dan kapasitas penyerapan energi. Dengan menambahkan elemen boron (biasanya 5%-10%), efisiensi penyerapan dewan terhadap radiasi neutron secara signifikan meningkat. Boron memiliki penampang penyerapan neutron termal hingga 3837 lumbung, yang secara efektif dapat menangkap neutron dan mengubahnya menjadi partikel alfa yang tidak berbahaya; Pada saat yang sama, elemen hidrogen dalam bahan dasar polietilen memperlambat neutron cepat melalui tabrakan elastis, membentuk mekanisme perlindungan ganda 'pelambatan-penyambung '.

Mengingat lingkungan radiasi yang didominasi sinar-X di ruang CT, di luar lebih lanjut mengoptimalkan formula material dan mengembangkan papan komposit polietilen timbal-boron. Bahan mengadopsi desain struktur multi-lapisan: lapisan luar adalah stainless steel atau lapisan tahan korosi, lapisan tengah adalah uhmwpe-boron composite layer (pelindung neutron), dan lapisan dalam diisi dengan foil timbal (x/γ-ray shielding) untuk mencapai perlindungan radiasi spektrum penuh. Desain ini mengurangi bobot pintu timbal tradisional hingga 30%, sambil memenuhi batas radiasi kebocoran (≤2.5μsv/h) dari 'persyaratan perlindungan radiasi diagnostik X-ray ' (GBZ 130-2020).

Keuntungan Inti di Pintu Perlindungan Kamar CT

1. Kekuatan ringan dan tinggi

Kepadatan lembar UHMWPE yang mengandung boron hanya 0,94g/cm³, yang 90% lebih ringan dari timah (11,34g/cm³), sangat mengurangi berat badan pintu. Mengambil pintu perlindungan ruang CT standar (2,5 m × 2m) sebagai contoh, pintu timah tradisional memiliki berat 800kg, sedangkan pintu komposit polietilen yang mengandung boron hanya membutuhkan 200-300kg, mengurangi tekanan berbahan beban dari struktur bangunan. Pada saat yang sama, kekuatan tariknya mencapai 40MPA, dan kekuatan dampaknya adalah 8 kali lipat dari baja karbon, dan dapat menahan lebih dari 100.000 dampak pembukaan dan penutupan.

2. Perlindungan Komposit dan Perlindungan Lingkungan

Pelat timah tradisional memiliki risiko polusi oksidasi, sementara lembar yang mengandung boron UHMWPE mencapai peningkatan perlindungan lingkungan melalui desain bebas timbal (seperti menggunakan gadolinium tanah jarang untuk menggantikan timbal). Eksperimen menunjukkan bahwa pelat komposit gadolinium oksida/boron karbida/polietilen setebal 15cm memiliki laju pelindung 98% untuk sumber neutron Californium-252, dan laju pelindung 72% dan 60% untuk cesium-137 yang lebih baik dari gamma, dan kobalt-BORED, masing-masing.

3. Resistensi korosi dan pemeliharaan yang mudah

Kelancaran permukaan lembaran adalah RA≤0.2μm, tidak menyerap polutan, dan dapat langsung dibersihkan dan didisinfeksi dengan alkohol medis. Tingkat penyerapan airnya kurang dari 0,01%, dan masih mempertahankan stabilitas dimensi dalam lingkungan kelembaban tinggi ruang CT (kelembaban relatif ≥70%), menghindari masalah deformasi dan retak pintu pelindung kayu tradisional.

3. Terobosan Teknologi

Integrasi Cerdas: Tubuh pintu tertanam dengan sensor tekanan dan perangkat anti-pinch inframerah. Saat menghadapi hambatan, itu akan secara otomatis pulih dalam 0,1 detik, dan keselamatan ditingkatkan 5 kali.

Desain Pengurangan Kebisingan: Melalui karakteristik pelumasan diri dari UHMWPE, koefisien gesekan rel panduan dikurangi menjadi 0,05, dan kebisingan membuka dan menutup pintu adalah ≤45dB.

Verifikasi Pelindung Neutron Termal: Menurut uji China Institute of Radiation Protection, dewan memiliki tingkat penyerapan 95% untuk neutron termal 0,025EV dan efisiensi melambat 76% untuk neutron cepat 5 juta.

4. Tren industri dan prospek masa depan

Dengan persyaratan wajib dari 'Standar Perlindungan Radiasi Medis ' (edisi 2025) untuk 'Perlindungan Bebas-timbal ', pangsa pasar Dewan UHMWPE yang mengandung boron diperkirakan akan meningkat dari 35% pada tahun 2024 menjadi 65% pada tahun 2028. Beyond sedang mengembangkan arahan inovatif berikut:

1. Teknologi Nano-Modifikasi: Melalui modifikasi permukaan nano-gadolinium oksida, laju pelindung sinar gamma dari papan setebal 15cm meningkat menjadi 85%.

2. Bahan Respons Cerdas: Kembangkan polietilen yang mengandung boron yang peka terhadap suhu, yang secara otomatis mengubah warna untuk memperingatkan ketika radiasi melebihi standar.

3. Instalasi Modular: Luncurkan sistem pelat pelindung plug-in standar, memperpendek periode konstruksi dari 7 hari menjadi 48 jam.

Lembar yang mengandung boron UHMWPE di luar membentuk kembali industri perlindungan radiasi medis melalui integrasi mendalam dari ilmu material dan desain teknik, memberikan 'solusi Cina ' untuk perlindungan keselamatan ruang CT di seluruh dunia.