Aplikasi inovatif UHMWPE Boron yang mengandungi lembaran di pintu pelindung bilik CT yang dihasilkan oleh Beyond

Permohonan inovatif UHMWPE Lembaran yang mengandungi boron di pintu pelindung bilik CT yang dihasilkan oleh Beyond

Sifat bahan dan mekanisme perlindungan radiasi

Lembaran polietilena berat molekul ultra tinggi (UHMWPE) yang mengandungi boron yang dihasilkan oleh Beyond adalah bahan pelindung komposit dengan polietilena berat molekul ultra tinggi sebagai bahan asas dan ditambah dengan sebatian boron (seperti boron karbida dan asid borik). Berat molekulnya setinggi 1.5 juta atau lebih, membentuk struktur rangkaian tiga dimensi yang padat, memberikan bahan rintangan yang sangat tinggi dan kapasiti penyerapan tenaga. Dengan menambah unsur-unsur boron (biasanya 5%-10%), kecekapan penyerapan lembaga ke radiasi neutron meningkat dengan ketara. Boron mempunyai penyerapan neutron termal rentas sehingga 3837 lumbung, yang dapat menangkap neutron dengan berkesan dan mengubahnya menjadi zarah alfa yang tidak berbahaya; Pada masa yang sama, elemen hidrogen dalam bahan asas polietilena melambatkan neutron cepat melalui perlanggaran elastik, membentuk mekanisme perlindungan 'perlahan-penyerapan '.

Memandangkan persekitaran radiasi yang didominasi sinar-X di bilik CT, di luar mengoptimumkan formula bahan dan membangunkan papan komposit polietilena plumbum-Boron. Bahan ini mengamalkan reka bentuk struktur pelbagai lapisan: Lapisan luar adalah keluli tahan karat atau salutan tahan kakisan, lapisan tengah adalah lapisan komposit UHMWPE-Boron (perisai neutron), dan lapisan dalaman tertanam dengan foil plumbum (perisai X/γ-ray) untuk mencapai perlindungan radiasi penuh. Reka bentuk ini mengurangkan berat pintu plumbum tradisional sebanyak 30%, sambil memenuhi had radiasi kebocoran (≤2.5μsv/h) daripada keperluan perlindungan sinaran sinaran x-ray '(GBZ 130-2020).

Kelebihan Teras di Pintu Perlindungan Bilik CT

1. Kekuatan ringan dan tinggi

Ketumpatan lembaran UHMWPE yang mengandungi boron hanya 0.94g/cm³, iaitu 90% lebih ringan daripada plumbum (11.34g/cm³), sangat mengurangkan berat badan pintu. Mengambil pintu perlindungan bilik CT standard (2.5m × 2m) sebagai contoh, pintu plumbum tradisional berat 800kg, manakala pintu komposit polietilena yang mengandungi boron hanya memerlukan 200-300kg, mengurangkan tekanan beban struktur bangunan. Pada masa yang sama, kekuatan tegangannya mencapai 40MPa, dan kekuatan impaknya adalah 8 kali keluli karbon, dan ia dapat menahan lebih dari 100,000 kesan pembukaan dan penutupan.

2. Perlindungan Komposit dan Perlindungan Alam Sekitar

Plat plumbum tradisional mempunyai risiko pencemaran pengoksidaan, manakala lembaran yang mengandungi boron UHMWPE mencapai peningkatan perlindungan alam sekitar melalui reka bentuk bebas plumbum (seperti menggunakan gadolinium nadir bumi untuk menggantikan plumbum). Eksperimen menunjukkan bahawa plat komposit gadolinium oksida/boron karbida/polietilena yang diubahsuai 15cm tebal mempunyai kadar neutron californium-252 yang lebih baik dan cobalt-60.

3. Rintangan kakisan dan penyelenggaraan yang mudah

Kelancaran permukaan lembaran adalah ra≤0.2μm, ia tidak menyerap bahan pencemar, dan boleh disapu secara langsung dan dibasmi kuman dengan alkohol perubatan. Kadar penyerapan airnya kurang daripada 0.01%, dan ia masih mengekalkan kestabilan dimensi dalam persekitaran kelembapan yang tinggi dari bilik CT (kelembapan relatif ≥70%), mengelakkan masalah ubah bentuk dan retak pintu pelindung kayu tradisional.

3. Terobosan teknologi

Integrasi pintar: Badan pintu tertanam dengan sensor tekanan dan peranti anti-pinch inframerah. Apabila menghadapi halangan, ia secara automatik akan pulih dalam masa 0.1 saat, dan keselamatan diperbaiki sebanyak 5 kali.

Reka Bentuk Pengurangan Kebisingan: Melalui ciri-ciri lubricating diri UHMWPE, pekali geseran rel panduan dikurangkan kepada 0.05, dan bunyi pembukaan dan penutupan pintu adalah ≤45dB.

Pengesahan perisai neutron termal: Menurut ujian Institut Perlindungan Sinaran China, Lembaga mempunyai kadar penyerapan sebanyak 95% untuk neutron termal 0.025EV dan kecekapan perlahan 76% untuk 5MEV cepat neutron.

4. Trend industri dan prospek masa depan

Dengan keperluan mandatori 'Standard Perlindungan Sinaran Perubatan ' (edisi 2025) untuk 'Perlindungan Bebas Lead ', bahagian pasaran papan UHMWPE yang mengandungi boron dijangka meningkat dari 35% pada tahun 2024 hingga 65% pada tahun 2028. Beyond sedang membangunkan arahan inovatif berikut:

1. Teknologi pengubahsuaian nano: Melalui pengubahsuaian permukaan nano-gadolinium oksida, kadar pelindung gamma-sinar papan tebal 15cm meningkat kepada 85%.

2. Bahan tindak balas pintar: Membangunkan polietilena yang mengandungi boron yang sensitif suhu, yang secara automatik mengubah warna untuk memberi amaran apabila radiasi melebihi standard.

3. Pemasangan Modular: Lancarkan sistem plat pelindung plug-in standard, memendekkan tempoh pembinaan dari 7 hari hingga 48 jam.

Lembaran yang mengandungi boron UHMWPE Beyond membentuk semula industri perlindungan radiasi perubatan melalui integrasi mendalam sains bahan dan reka bentuk kejuruteraan, yang menyediakan 'penyelesaian Cina ' untuk perlindungan keselamatan bilik CT di seluruh dunia.