硼砂@水凝胶复合屏蔽材料

中子屏蔽效率提升 317 %

蜂窝状分级结构实现多重中子屏蔽机制，显著提升水泥基材料的辐射防护性能。

杨进 · Zhiliang, Dong · 苏英 · Strnadel, Bohumír · Xunqi, Zhao · 李玉博 · 贺行洋

Composites Part B: Engineering 2026

具体参数

中子去除截面提升率

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中子屏蔽效率提升率

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半值层降低率

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技术优势

中子屏蔽效率大幅提升

仿蜂窝分级网络通过弹性衰减、热中子俘获、路径延长和残余强化多重机制，将屏蔽效率提升 317%。

半值层厚度大幅降低

半值层降低 76.4%，使达到同等屏蔽效果所需的水泥厚度明显减薄。

硼分布稳定，不影响吸水性

硼砂以游离、物理结合和表面结晶三种形式分布，且加入硼砂未明显损害水凝胶的吸水性和结构稳定性。

应用场景

• 核工程防护材料：作为核工程结构材料的屏蔽掺合料，减薄混凝土厚度。
• 航天器辐射防护：为航天器舱壁提供轻质氢/硼复合屏蔽层。
• 辐射探测仪器：用作探测器周围的中子屏蔽体，降低本底干扰。
• 辐射屏蔽混凝土：直接掺入混凝土，提升中子屏蔽性能并减薄结构。