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来源：高分子科学前沿
屏蔽层对辐射安全和降低中子试验的背景噪声都有着重要作用，通常是由混凝土制成，包含有助于减慢中子速度的氢原子。
欧洲散裂中子源Phillip Bentley团队以聚乙烯珠（PE）的形式向混凝土中引入了额外的氢原子，同时也添加了可抑制中子传播的碳化硼（B4C），制备出了新型PE-B4C屏蔽混凝土，中子屏蔽效果可提升40%。
PE-B4C混凝土横截面
丹麦技术学院负责混凝土的制备，他们首先确定了聚乙烯在整个混凝土均匀分布的最佳比例，并用具有相似晶粒尺寸和密度的碳化硼代替了混凝土中的部分沙子，所得新型混凝土的质量密度比传统混凝土要低15%。
瑞典隆德大学利用飞行时间技术（TOF）对混凝土进行了屏蔽效果测试。相比于传统混凝土，PE/B4C混凝土在MeV中子能范围内显示出了更好的屏蔽性能，减少了40%的中子通过。在较低的中子能量下，其屏蔽效果提升更为明显，实验结果与Geant4模拟结果也非常吻合。
该研究小组也不同尺寸B4C晶粒的自屏蔽作用进行了研究。研究表明，如果B4C晶粒足够大，则晶粒的外部区域会屏蔽晶粒内部区域，使得内部区域对中子屏蔽不起作用。控制B4C的总重量分数不变，将不同尺寸B4C晶粒添加到上述混凝土中，制成PE-B4C混凝土。在挪威凯勒勒能源技术研究所的JEEP II反应堆上使用2Å中子束对其屏蔽性能进行了测试，并将这些测量结果与Geant4模拟进行了比较，再次取得了一致。总的来说，最小的B4C晶粒尺寸可以产生最佳的混凝土屏蔽性能，但是当选择屏蔽材料时，由于混凝土作为建筑材料必须考虑其价格，B4C晶粒尺寸越小价格越高，因此需要在晶粒尺寸与混凝土屏蔽效果之间寻求平衡。
这种新型屏蔽材料有望用于散裂中子源的整体屏蔽和特定的束线组件，同时对基于反应堆或加速器的中子设施也可能十分有用。
相关链接：
1.https://phys.org/news/2019-10-polythene-b4c-based-concrete-shielding.html
2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900217304151?via%3Dihub
3.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0969806X17311489?via%3Dihub
来源：Polymer-science 高分子科学前沿
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NjM5NzA5OA==&mid=2651723100&idx=4&sn=dca850b5b92f7b39dd239f7bc937ee99&chksm=8b4a0719bc3d8e0f8131f0b81081026e63ae7dcaddb1d634ae18a408125f18e973d587b5e7bf&scene=27#wechat_redirect
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