Композитная и керамическая радиационная защита

Биологическая защита от нейтронного излучения

Внедрение радиационной защиты от смешанного излучения, состоящего из быстрых, промежуточных, тепловых нейтронов и гамма квантов является актуальной задачей в ядерной энергетике.

Предлагаем заменить существующую нейтронную защиту на основе борированного полиэтилена на композитную или керамическую радиационную защиту, обладающую рядом преимуществ.

Расчетная себестоимость биологической защиты с одинаковым процентным содержанием поглощающего тепловые нейтроны бора (B) в количестве 7% сопоставима со стоимостью распространенных на рынке борированных полиэтиленовых плит классической нейтронной защиты. По сравнению с борированным полиэтиленом композитная и керамическая нейтронная защиты обладают рядом преимуществ:

  • Механическая прочность.
  • Широкий температурный диапазон.
  • Огнестойкость для керамики (способность не разрушаться и сохранять геометрическую форму при пожаре, что позволит защитить реактор от огня, а персонал от фоновой радиации).
  • Возможность токарно-фрезерной обработки для композита.
  • Уменьшенная толщина.
  • Уменьшенный вес.
  • Возможность изготовления различных геометрических форм.
  • Возможность получения герметичных объёмов за счёт склейки элементов композитным связующем того же состава.
  • Возможность вариации состава.
  • Возможность изготовления многослойной конструкции.
  • Высокая радиационная стойкость.

Оптимальное процентное содержание поглощающих материалов в композите позволит снизить толщину и вес радиационной защиты при устройстве биологических защит на источниках ионизирующего излучения.

Более полное описание композитной или керамической нейтронной защиты

Композитная биологическая защита от смешанного n- и γ- излучения.

 

Плотность композитного материала 1.88 г/см3

Композитная биологическая защита нейтронного излучения с повышенным содержанием водорода.

 

Плотность композитного материала 1.38 г/см3

Стандартная композитная биологическая защита от нейтронного излучения.

 

Плотность композитного материала 1.15 г/см3

Для всех трёх типов биологических защит :

Максимальная температура

    \[T_{max}=473 K. \]

Тепловой коэффициент линейного расширения:

    \[5 \leq K_{linear expansion} 10^{-4} K^{-1}\leq 6 . \]