Innovatieve toepassing van UHMWPE Boron-bevattende blad in CT Room Protective Door geproduceerd door Beyond

Innovatieve toepassing van Uhmwpe boor-bevattende vel in CT Room Beschermende deur geproduceerd door Beyond

Materiaaleigenschappen en mechanisme voor stralingsbescherming

Het ultrahoge molecuulgewicht polyethyleen (UHMWPE) boorbevattende plaat geproduceerd door Beyond is een composiet beschermend materiaal met ultrahoog molecuulgewicht polyethyleen als basismateriaal en toegevoegd met boorverbindingen (zoals boorcarbide en boorzuur). Het molecuulgewicht is zo hoog als 1,5 miljoen of meer, waardoor een dichte driedimensionale netwerkstructuur wordt gevormd, waardoor het materiaal een extreem hoge impactweerstand en energieabsorptiecapaciteit heeft. Door boorelementen (meestal 5%-10%) toe te voegen, is de absorptie-efficiëntie van het bord naar neutronenstraling aanzienlijk verbeterd. Boron heeft een thermische neutronenabsorptie-dwarsdoorsnede van maximaal 3837 schuren, die effectief neutronen kunnen vangen en deze omzetten in onschadelijke alfa-deeltjes; Tegelijkertijd vertraagt ​​het waterstofelement in het polyethyleenbasismateriaal snelle neutronen door elastische botsingen, wat een 'vertraging-absorptie ' dual bescherming mechanisme vormt.

Gezien de door röntgenstralen gedomineerde stralingsomgeving in de CT-kamer, behalve de materiaalformule verder geoptimaliseerd en de lead-boor-boorpolyethyleencomposietboard ontwikkelde. Het materiaal neemt een multi-laags structuurontwerp aan: de buitenste laag is roestvrij staal of corrosiebestendige coating, de middelste laag is UHMWPE-Boron composietlaag (neutronenafscherming) en de binnenste laag is ingebed met loodfolie (x/γ-ray shielding) om volledige spectrum-radiotatiebeveiliging te bereiken. Dit ontwerp vermindert het gewicht van traditionele looddeuren met 30%, terwijl het voldoet aan de lekkingsstraallimiet (≤2,5μsv/h) van de 'medische röntgendiagnostische stralingsbeschermingsvereisten ' (GBZ 130-2020).

Kernvoordelen in CT Room Protection Deuren

1. Lichtgewicht en hoge sterkte

De dichtheid van het boorbevattende UHMWPE-blad is slechts 0,94 g/cm³, wat 90% lichter is dan lood (11,34 g/cm³), waardoor het gewicht van het deurlichaam sterk wordt verminderd. Als voorbeeld de standaard CT-kamerbeschermingsdeur (2,5 m × 2 m) als een voorbeeld, weegt de traditionele looddeur 800 kg, terwijl de boorbevattende polyethyleencomposietdeur slechts 200-300 kg nodig heeft, waardoor de belastingdragende druk van de bouwstructuur wordt verminderd. Tegelijkertijd bereikt de treksterkte 40MPa en de impactsterkte is 8 keer die van koolstofstaal, en het kan meer dan 100.000 openings- en sloteffecten weerstaan.

2. Composietbescherming en milieubescherming

Traditionele loodplaten hebben het risico op oxidatievervuiling, terwijl UHMWPE Boron-bevattende vel upgrades van milieubescherming bereiken door middel van loodvrij ontwerp (zoals het gebruik van zeldzame Earth Gadolinium om het lood te vervangen). Experimenten tonen aan dat de 15 cm dikke gemodificeerde gadoliniumoxide/boorcarbide/polyethyleencomposietplaat een afschermingssnelheid van 98% heeft voor californium-252 neutronenbron, en een afschermingssnelheid van 72% en 60% voor cesium-137 en cobalt-60 gamma-rays, en de uitgebreide prestaties is beter dan die van traditionele lood-boron.

3. Corrosieweerstand en eenvoudig onderhoud

De oppervlakte gladheid van het vel is RA≤0,2μm, het absorbeert geen verontreinigende stoffen en kan direct worden weggevaagd en gedesinfecteerd met medische alcohol. De waterabsorptiepercentage van het water is minder dan 0,01%en handhaaft nog steeds de dimensionale stabiliteit in de hoge vochtigheidomgeving van de CT -kamer (relatieve vochtigheid ≥70%), waardoor het probleem van vervorming en het kraken van traditionele houten beschermende deuren wordt vermeden.

3. Technologische doorbraken

Intelligente integratie: het deurlichaam is ingebed met druksensoren en infrarood anti-pinch-apparaten. Bij het tegenkomen van obstakels wordt het automatisch binnen 0,1 seconden teruggekeerd en wordt de veiligheid 5 keer verbeterd.

Ontwerp van geluidsreductie: door de zelf-verknopingskarakteristieken van UHMWPE wordt de wrijvingscoëfficiënt van de geleidrail verlaagd tot 0,05, en het geluid van het openen en sluiten van de deur is ≤45dB.

Verificatie van thermische neutronenscherming: volgens de test van het China Institute of Stralingsbescherming heeft het bestuur een absorptiegraad van 95% voor 0,025EV thermische neutronen en een vertraging van 76% voor 5MEV snelle neutronen.

4. Trends in de industrie en toekomstperspectieven

Met de verplichte vereisten van de 'medische stralingsbeschermingsstandaard ' (2025 editie) voor 'loodvrije bescherming ', wordt het marktaandeel van boorbevattende UHMWPE-boards naar verwachting in 2028 van 35% toeneemt van 35% in 2024 tot 65%. Beyond is het ontwikkelen van de volgende innovatieve richtingen:

1. Nano-modificatietechnologie: door oppervlaktemodificatie van nano-gadoliniumoxide wordt de gamma-ray afschermingssnelheid van 15 cm dikke planken verhoogd tot 85%.

2. Intelligente responsmaterialen: ontwikkel temperatuurgevoelig boorbevattend polyethyleen, dat automatisch van kleur verandert om te waarschuwen wanneer de straling de standaard overschrijdt.

3. Modulaire installatie: lanceer een gestandaardiseerd plug-in beschermingsplaatsysteem, waardoor de bouwperiode wordt verkort van 7 dagen tot 48 uur.

Beyond's UHMWPE Boron-bevattende blad hervormt de medische stralingsbeschermingsindustrie door de diepe integratie van materiële wetenschap en engineeringontwerp, waardoor een 'Chinese oplossing ' biedt voor de veiligheidsbescherming van CT-kamers over de hele wereld.