Полимеры

Экспериментальное облучение полиэтиленовых композитов нейтронами и $\gamma$-квантами

Н. И. Черкашина^a, В. И. Павленко^a, Д. С. Романюк^a, Р. В. Сидельников^a, П. И. Руднев^b, И. В. Чешигин<sup>b

a</sup> Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова
^b Центр АДЦ, Москва, Россия

Аннотация: Представлены результаты исследования полимерных композиционных материалов на основе полиэтилена высокого давления С$_n$H$_{2n+2}$, карбида бора B$_4$C и гидрида титана TiH$_2$ для защиты от радиационного воздействия нейтронов и $\gamma$-квантов. Представлена технология изготовления материалов следующего состава: С$_n$H$_{2n+2}$ – 40% wt., B$_4$C – 5% wt., TiH$_2$ – 55% wt. (ПКМ-TiH$_2$-B$_4$C) и С$_n$H$_{2n+2}$ – 95% wt., B$_4$C – 5% wt. (ПКМ-B$_4$C). Предел прочности при изгибе ПКМ-TiH$_2$-B$_4$C составляет 12.5 MPa, а ПКМ-B$_4$C – 4.8 MPa. Рассмотрена и описана структура материалов методом электронной микроскопии, проведена дефектоскопия для оценки качества получаемых композитов и удаления бракованных образцов. Проведено моделирование взаимодействия ионизирующего излучения с материалами с помощью программы XCOM 3.1. Экспериментальным путем определен коэффициент ослабления потока нейтронов: при энергии 2 MeV для ПКМ-В$_4$C он имеет значение 73.3 cm$^{-1}$, а для ПКМ-В$_4$C-TiH$_2$ его значение – 128.5 cm$^{-1}$. Оценен коэффициент ослабления потока $\gamma$-квантов, установленный экспериментальным путем: при энергии 2.5 MeV для ПКМ-В$_4$C этот коэффициент имеет значение 10.3 cm$^{-1}$, а для ПКМ-В$_4$C-TiH$_2$ – 19.22 cm$^{-1}$.

Ключевые слова: полиэтилен, гидрид титана (TiH$_2$), композитный защитный материал, коэффициент ослабления.

Поступила в редакцию: 18.11.2024
Исправленный вариант: 28.02.2025
Принята в печать: 05.03.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.03.60272.311

Реферативные базы данных:

•