安阳超高 Neutron Shielding 销售部 13513838137

Boron Polyethylene · Since 1996

含硼聚乙烯板
是中子屏蔽的材料解法硼含量可按 5%–50% 梯度定制,铅硼复合同时压制次级 γ 射线。

摘要

中子不带电,靠铅、铁这类高密度材料挡不住,必须由轻核慢化、再由 硼-10 吸收。 超高分子量聚乙烯提供慢化所需的氢核密度,碳化硼提供吸收截面 —— 两者压成一整块, 就是含硼聚乙烯板。我们按工况给出硼含量、密度与厚度组合,而不是只卖一种标准板。

硼含量(质量比)
5 – 50 %
密度
1.0 – 1.6 g/cm³
常规厚度
10 – 200 mm
屏蔽对象
中子 / γ 复合
01材料

为什么是中子,不是射线

γ 射线和 X 射线用铅、钨、混凝土就能有效衰减,规律简单:密度越高、厚度越大,透射越少。 中子完全不同 —— 它不带电荷,与原子核外电子的作用几乎为零,用铅板去挡,效果远低于直觉。

工程上的做法分两步:先慢化,用含氢量高的轻材料把快中子降到热中子能量区间; 再吸收,用硼-10 俘获热中子,核反应后释放的是 0.48 MeV 的 γ 与 α 粒子,易被后续结构层吸收。

慢化:氢核密度决定效率

聚乙烯的氢原子密度高于水和石蜡,单位体积内的碰撞概率更高。分子量越高,链段越难被辐射切断,长期使用后的性能衰减更小 —— 这是我们用超高分子量而非普通聚乙烯的原因。

吸收:B-10 的热中子截面

硼-10 的热中子俘获截面约 3840 barn,远高于常见元素。硼以碳化硼形式加入,兼顾吸收效率与力学强度;含量越高屏蔽越强,代价是韧性与加工性下降,因此需要按工况取平衡点。

屏蔽设计从来不是"越厚越好",而是在慢化、吸收、重量、结构强度之间找那个刚刚好的配比。

—— 选型原则
02参数

硼含量是一条梯度,不是一个型号

不同工况要的硼含量差别很大:科研实验屏蔽可能要接近纯硼的高含量,而结构件往往需要在 10%–30% 之间取平衡。 我们把含量做成可调区间,并按你的堆型、源项与空间限制给出建议值。

5%15%25%35%50%
5%–10%结构件、门体衬板;兼顾强度与加工性
15%–25%常规机房、探伤室;主流区间
30%–40%高注量实验终端、BNCT 束流
45%–50%紧凑空间、要求极限厚度处
033 66100 透射率 % 厚度 mm 含硼聚乙烯(硼 20%) 普通聚乙烯(无硼)
示意曲线,非实测数据。两条曲线的差别正是"加硼"的价值:无硼时热中子只能靠慢化稀释,衰减到一定程度就走平; 加入硼-10 后俘获通道打开,曲线持续下探。实际设计需要按源项能谱、材料配比与几何结构做蒙卡计算。
常规可供规格(可按图纸调整)
项目含硼聚乙烯板铅硼聚乙烯板
硼含量(B 质量比)5% – 50% 可调5% – 30%,配铅层
密度1.0 – 1.35 g/cm³1.4 – 1.6 g/cm³
常规厚度10 – 200 mm20 – 200 mm
常用幅面1000×2000 mm / 1220×2440 mm按结构件拆分加工
屏蔽对象热中子、超热中子中子 + 次级 γ 射线
加工方式模压成型,可开孔、开槽、倒角复合结构,可做包边与预埋件
执行标准按客户技术协议;可按 EJ / GB 相关试验方法做密度、硼含量、力学与屏蔽性能检测

表格为常规供货范围,具体牌号、颜色、改性方向(阻燃、抗静电、耐辐照配方)与实测数据以技术协议和出厂检验报告为准。

03产品

两个系列,十六个在售规格

含硼系列覆盖从科研级到工程级的硼含量区间;铅硼系列在含硼基础上复合铅层,用于中子与 γ 同时存在的场景。 以下为部分在售型号,其余规格可按图定制。

04应用

这些地方在用含硼聚乙烯

同样是屏蔽,源项、空间与法规要求差别很大。下面每一种场景,材料配比和结构做法都不一样。

01

医院放疗机房

直线加速器机房的迷道与门体,重点压制散射中子;门体常做含硼板 + 铅板叠层结构。

02

核电站与核设施

换料通道、贮存格架、屏蔽门;要求材料耐辐照、低释气,并按核安全相关技术协议供货。

03

BNCT 硼中子俘获治疗

束流整形与终端屏蔽,既要高硼含量压低热中子,又要控制整体厚度与结构精度。

04

乏燃料运输与贮存容器

容器内衬屏蔽层,中子与 γ 同时存在,通常采用铅硼复合结构,兼顾重量与空间。

05

军工与航天

舰船核动力舱、航天器载荷屏蔽;对重量敏感,需在屏蔽效率与结构强度间精确取平衡。

06

无损检测与石油测井

探伤室、中子测井仪屏蔽体;多为中小尺寸精密件,要求尺寸稳定与批次一致性。

05交付

材料证明、检测与交期

屏蔽材料的可信度来自数据可追溯。每一批可提供材料成分、密度与力学检测记录; 有核安全或医疗准入要求的项目,按技术协议约定试验项目与见证方式。

可供检测项

密度、硼含量(化学分析)、拉伸强度、冲击强度、硬度、尺寸与形位公差;屏蔽性能可按约定做中子透射试验。

文件

出厂检验报告、材质说明、装箱单;需要时提供第三方检测报告与工艺评定资料。

加工能力

板材模压成型,可开孔、开槽、铣边、倒角;支持与铅、钢、铝的复合结构与预埋件加工。

交期

常规规格 7–15 天;高硼含量或复合结构 15–30 天,以技术协议与订单确认为准。

硼含量越高屏蔽越好吗?
在厚度固定的前提下,硼含量越高对热中子的吸收越强;但含量升高会降低韧性与加工性,也可能带来成型缺陷。工程上通常按源项能谱与空间限制选定一个够用的含量,而不是一味取高。
能不能只做板,我们自己切?
可以供应整板。但含硼板硬度与脆性高于普通聚乙烯,现场切割易崩边、尺寸精度难保证,建议由我们按图加工到位,尤其是需要开孔、开槽或做密封面的部件。
含硼板能替代铅板吗?
不能完全替代。含硼板解决的是中子,对 γ 射线的衰减能力远低于铅。中子与 γ 同时存在的场合,需要铅硼复合结构,由铅层处理 γ、含硼层处理中子。
长期使用会不会析出或老化?
超高分子量聚乙烯的耐辐照与抗老化性能优于普通聚乙烯,但累积剂量到一定水平后仍会氧化。我们可按累计剂量推荐配方,必要时增加抗氧剂或改用耐辐照牌号。
06询价

给出源项与空间,我们回一个可施工的方案

只需要说明:屏蔽什么源、机房或容器的可用空间、单件最大重量限制。硼含量和厚度由我们来核算,你拿到的是能直接下料的尺寸。

或直接致电销售部 13513838137,技术问题可转工程部门沟通。