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 نانوکامپوزیت های بر پایه پلی اتیلن سنگین با استفاده از نیترید بور شش گوش (hBN) و نانوصفحات نیترید بور (BNNSs) در درصدهای وزنی مختلف به روش اختلاط مذاب ساخته شد. ریخت شناسی، ویژگی ها و عملکرد مکانیکی و حرارتی کامپوزیت و نانوکامپوزیت های حاوی تقویت کننده نیترید بور بررسی شد. هم چنین عملکرد حفاظتی کامپوزیت های طراحی شده در برابر نوترون با استفاده از ستون گرمایی رآکتور تهران به روش فعال سازی پولک طلا مورد بررسی قرار گرفت و با نتایج مربوط به پلی اتیلن سنگین خالص مقایسه شد. نانوکامپوزیت های حاوی BNNSs، مدول و استحکام کششی بزرگ تر، پایداری حرارتی بیش تر و عملکرد حفاظ سازی بهتری را در مقابل نوترون در مقایسه با کامپوزیت های حاوی hBN نشان داده اند. افزودن 5/0% وزنی از جاذب hBN به بستر پلی اتیلن، عملکرد حفاظتی کامپوزیت را در مقایسه با پلی اتیلن سنگین خالص 25% افزایش می دهد؛ در حالی که عملکرد حفاظ سازی نانوکامپوزیت در همین درصد وزنی، بیانگر افزایش 43% در جذب نوترون های گرمایی است. نتایج به دست آمده در این پژوهش می تواند مقدمه ای برای تولید حفاظ های نوترونی سبک، ارزان و کارآمد باشد که امید است در آینده ای نزدیک مورد استفاده قرار گیرد.