Lo spessore dei pannelli in boro-polietilene varia da 2 cm a 30 cm. Il loro campo di applicazione è la protezione dalle radiazioni ionizzanti nell'ambito della tecnologia nucleare. I pannelli in boro-polietilene vengono utilizzati per schermare i neutroni veloci del campo di radiazione neutronica e il campo di radiazione mista neutronica e ittrio nel settore della protezione dalle radiazioni ionizzanti, al fine di prevenire danni e lesioni da radiazioni neutroniche per i lavoratori e il pubblico.
Al fine di migliorare l'effetto di schermatura del polietilene al boro sui neutroni veloci e risolvere il problema della difficoltà di produrre commercialmente pannelli di polietilene al boro in Cina, è stato sviluppato un pannello di polietilene contenente boro con un contenuto di boro dell'8%. In base al principio di schermatura dei neutroni veloci, poiché la massa a riposo dei neutroni è 1,0086649 U, mentre quella degli atomi di idrogeno (ovvero i protoni) è 1,007825 U [1], la massa atomica dei neutroni è vicina a quella degli atomi di idrogeno. Pertanto, quando il neutrone veloce collide con i nuclei di idrogeno nel corpo di schermatura, è più facile perdere energia trasferendola al nucleo dell'atomo di idrogeno, rallentando i neutroni veloci in neutroni lenti e neutroni termici. Maggiore è la quantità di idrogeno contenuta nel corpo di schermatura, più forte sarà l'effetto di moderazione. Tra i materiali di schermatura neutronica comunemente utilizzati, il polietilene presenta il più alto contenuto di idrogeno, fino a 7,92 x 10⁻²² atomi/cm³ di gas. Pertanto, il polietilene è il miglior moderatore per la schermatura dei neutroni veloci. Dopo che i neutroni veloci vengono rallentati in neutroni termici, sono necessari materiali di schermatura con un'elevata sezione d'urto di assorbimento dei neutroni termici, privi di radiazione Y ad alta energia, per assorbire i neutroni termici e raggiungere così l'obiettivo di schermare completamente i neutroni veloci. Grazie all'elevata sezione d'urto di assorbimento dei neutroni termici pari a (3840 lL) x 10⁻²⁴ cm²[3] e all'abbondanza di kiB nel boro naturale pari al 18,98%[3], facilmente reperibile, i materiali contenenti boro sono buoni assorbenti per la schermatura dei neutroni termici.
Protezione dalle radiazioni neutroniche nelle centrali nucleari, negli acceleratori di media (alta) energia, nei reattori atomici, nei sottomarini nucleari, negli acceleratori medicali, nelle apparecchiature per la neutroterapia e in altri luoghi.
Data di pubblicazione: 31 maggio 2022
