การประยุกต์ใช้นวัตกรรมของแผ่นงานที่มี UHMWPE Boron ใน CT Room Protective Door ที่ผลิตโดย Beyond

แอปพลิเคชันที่เป็นนวัตกรรมของ แผ่นที่มี Boron ของ Uhmwpe ในประตูป้องกันห้อง CT ที่ผลิตโดย Beyond

คุณสมบัติของวัสดุและกลไกการป้องกันรังสี

แผ่นโพลีเอทิลีน (UHMWPE) ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษ Beyond เป็นวัสดุป้องกันคอมโพสิตที่มีโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษเป็นวัสดุพื้นฐานและเพิ่มด้วยสารประกอบโบรอน (เช่นโบรอนคาร์ไบด์และกรดบอริก) น้ำหนักโมเลกุลของมันสูงถึง 1.5 ล้านหรือมากกว่าทำให้เกิดโครงสร้างเครือข่ายสามมิติที่หนาแน่นทำให้วัสดุมีความต้านทานต่อแรงกระแทกสูงและความสามารถในการดูดซับพลังงาน โดยการเพิ่มองค์ประกอบโบรอน (โดยปกติ 5%-10%) ประสิทธิภาพการดูดซับของบอร์ดไปยังรังสีนิวตรอนจะดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โบรอนมีการดูดกลืนนิวตรอนความร้อนตัดขวางสูงถึง 3837 โรงนาซึ่งสามารถจับนิวตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพและแปลงเป็นอนุภาคอัลฟ่าที่ไม่เป็นอันตราย ในเวลาเดียวกันองค์ประกอบไฮโดรเจนในวัสดุฐานโพลีเอทิลีนจะช้าลงนิวตรอนอย่างรวดเร็วผ่านการชนที่ยืดหยุ่นทำให้เกิดกลไกการป้องกันแบบคู่ 'ชะลอตัว '

ในมุมมองของสภาพแวดล้อมการแผ่รังสีรังสีเอกซ์ในห้อง CT นอกเหนือจากการปรับสูตรวัสดุและพัฒนาบอร์ดคอมโพสิตโพลีเอทิลีนนำโบรอน วัสดุใช้การออกแบบโครงสร้างแบบหลายชั้น: ชั้นนอกคือสแตนเลสสตีลหรือการเคลือบที่ทนต่อการกัดกร่อนชั้นกลางคือชั้นคอมโพสิต UHMWPE-BORON (การป้องกันนิวตรอน) และชั้นในจะถูกฝังด้วยฟอยล์ตะกั่ว การออกแบบนี้จะช่วยลดน้ำหนักของประตูตะกั่วแบบดั้งเดิมได้ 30%ในขณะที่ตรงตามขีด จำกัด การรั่วไหลของรังสี (≤2.5μsv/h) ของ 'ข้อกำหนดการป้องกันรังสี X-ray การวินิจฉัยทางการแพทย์ ' (GBZ 130-2020)

ข้อได้เปรียบหลักในประตูป้องกันห้องพัก CT

1. มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

ความหนาแน่นของแผ่น UHMWPE ที่มีโบรอนมีเพียง 0.94G/cm³ซึ่งเบากว่า 90% (11.34G/cm³) ลดน้ำหนักของร่างกายอย่างมาก ตัวอย่างประตูป้องกันห้องพัก CT มาตรฐาน (2.5m × 2m) เป็นตัวอย่างประตูตะกั่วแบบดั้งเดิมมีน้ำหนัก 800 กิโลกรัมในขณะที่ประตูคอมโพสิตโพลีเอทิลีนที่ประกอบด้วยโบรอนต้องการเพียง 200-300 กิโลกรัมลดแรงดันโหลดที่เพิ่มขึ้นของโครงสร้างอาคาร ในเวลาเดียวกันความต้านทานแรงดึงถึง 40MPa และความแข็งแรงของแรงกระแทกคือ ​​8 เท่าของเหล็กกล้าคาร์บอนและสามารถทนต่อการเปิดและการปิดมากกว่า 100,000 ครั้ง

2. การป้องกันคอมโพสิตและการป้องกันสิ่งแวดล้อม

แผ่นตะกั่วแบบดั้งเดิมมีความเสี่ยงต่อการเกิดออกซิเดชันมลพิษในขณะที่แผ่นงานที่ประกอบด้วยโบรอน UHMWPE ได้รับการอัพเกรดการป้องกันสิ่งแวดล้อมผ่านการออกแบบที่ปราศจากตะกั่ว การทดลองแสดงให้เห็นว่า Gadolinium oxide/Boron Carbide/Polyethylene Composite แผ่นคอมโพสิตขนาด 15 ซม. มีอัตราการป้องกัน 98% สำหรับแหล่งกำเนิดนิวตรอน Californium-252 และอัตราการป้องกัน 72% และ 60% สำหรับ Cesium-137

3. ความต้านทานการกัดกร่อนและการบำรุงรักษาง่าย

ความเรียบของพื้นผิวของแผ่นคือra≤0.2μmมันไม่ดูดซับมลพิษและสามารถเช็ดโดยตรงและฆ่าเชื้อด้วยแอลกอฮอล์ทางการแพทย์ อัตราการดูดซับน้ำของมันน้อยกว่า 0.01%และยังคงรักษาเสถียรภาพของมิติในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงของห้อง CT (ความชื้นสัมพัทธ์≥70%) หลีกเลี่ยงปัญหาการเสียรูปและการแตกร้าวของประตูป้องกันไม้แบบดั้งเดิม

3. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

การบูรณาการอัจฉริยะ: ตัวประตูถูกฝังด้วยเซ็นเซอร์ความดันและอุปกรณ์ต่อต้านอินฟราเรด เมื่อเผชิญกับอุปสรรคมันจะฟื้นตัวโดยอัตโนมัติภายใน 0.1 วินาทีและความปลอดภัยจะดีขึ้น 5 ครั้ง

การออกแบบการลดเสียงรบกวน: ผ่านลักษณะการหล่อลื่นด้วยตนเองของ UHMWPE สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของรางนำจะลดลงเหลือ 0.05 และเสียงของการเปิดและปิดประตูคือ≤45dB

การตรวจสอบการป้องกันนิวตรอนความร้อน: จากการทดสอบของสถาบันป้องกันรังสีของจีนคณะกรรมการมีอัตราการดูดซับ 95% สำหรับนิวตรอนความร้อน 0.025EV และประสิทธิภาพที่ชะลอตัว 76% สำหรับนิวตรอนเร็ว 5MeV

4. แนวโน้มอุตสาหกรรมและโอกาสในอนาคต

ด้วยข้อกำหนดบังคับของมาตรฐานการป้องกันรังสี 'ทางการแพทย์ ' (ฉบับที่ 2025) สำหรับ 'การป้องกันตะกั่ว-ปราศจาก ' ส่วนแบ่งการตลาดของบอร์ด UHMWPE ที่มีโบรอนที่มีส่วนร่วมคาดว่าจะเพิ่มขึ้นจาก 35% ในปี 2567 เป็น 65% ในปี 2571 Beyond กำลังพัฒนาทิศทางที่เป็นนวัตกรรมดังต่อไปนี้:

1. เทคโนโลยีการดัดแปลงนาโน: ผ่านการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของนาโน-กาโดลิเนียมออกไซด์อัตราการป้องกันรังสีแกมมาเรย์บอร์ดหนา 15 ซม. เพิ่มขึ้นเป็น 85%

2. วัสดุตอบสนองอัจฉริยะ: พัฒนาโพลีเอทิลีนที่มีอุณหภูมิที่ไวต่ออุณหภูมิซึ่งจะเปลี่ยนสีเป็นคำเตือนโดยอัตโนมัติเมื่อรังสีเกินมาตรฐาน

3. การติดตั้งแบบแยกส่วน: เปิดระบบแผ่นป้องกันปลั๊กอินที่ได้มาตรฐานทำให้ระยะเวลาการก่อสร้างสั้นลงจาก 7 วันเป็น 48 ชั่วโมง

นอกเหนือจากแผ่นงานที่ประกอบด้วย Boron ของ UHMWPE กำลังปรับเปลี่ยนอุตสาหกรรมการป้องกันรังสีทางการแพทย์ผ่านการรวมเข้าด้วยกันอย่างลึกซึ้งของการออกแบบด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมโดยให้โซลูชั่น 'จีน ' เพื่อการคุ้มครองความปลอดภัยของห้อง CT ทั่วโลก