مقایسه عملکرد کامپوزیت و نانوکامپوزیت های بر پایه پلی اتیلن سنگین و نیترید بور برای کاربرد در حفاظ سازی نوترونی

در این پژوهش، کامپوزیت و نانوکامپوزیت­های بر پایه پلی­اتیلن سنگین با استفاده از نیترید بور شش­گوش (hBN) و نانوصفحات نیترید بور (BNNSs) در درصدهای وزنی مختلف به روش اختلاط مذاب ساخته شد. ریخت­شناسی، ویژگی­ها و عملکرد مکانیکی و حرارتی کامپوزیت و نانوکامپوزیت­های حاوی تقویت­کننده نیترید بور بررسی شد. هم­چنین عملکرد حفاظتی کامپوزیت­های طراحی شده در برابر نوترون با استفاده از ستون گرمایی رآکتور تهران به روش فعال­سازی پولک طلا مورد بررسی قرار گرفت و با نتایج مربوط به پلی­اتیلن سنگین خالص مقایسه شد. نانوکامپوزیت­های حاوی BNNSs، مدول و استحکام کششی بزرگ­تر، پایداری حرارتی بیش تر و عملکرد حفاظ­سازی بهتری را در مقابل نوترون در مقایسه با کامپوزیت­های حاوی hBN نشان داده­اند. افزودن ۵/۰% وزنی از جاذب hBN به بستر پلی­اتیلن، عملکرد حفاظتی کامپوزیت را در مقایسه با پلی­اتیلن سنگین خالص ۲۵% افزایش می­دهد؛ در حالی­که عملکرد حفاظ­سازی نانوکامپوزیت در همین درصد وزنی، بیانگر افزایش ۴۳% در جذب نوترون­های گرمایی است. نتایج به دست آمده در این پژوهش می­تواند مقدمه­ای برای تولید حفاظ­های نوترونی سبک، ارزان و کارآمد باشد که امید است در آینده­ای نزدیک مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت ، نیترید بور ، پلی اتیلن سنگین ، حفاظ نوترونی ، نانوساختار