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核电、医疗都在用的硼聚乙烯,到底是什么 “神奇材料”?

含硼聚乙烯,从名字就能看出它和聚乙烯、硼元素密切相关。简单来说,它是以聚乙烯为基体,然后通过特殊工艺添加硼元素,形成的一

含硼聚乙烯,从名字就能看出它和聚乙烯、硼元素密切相关。简单来说,它是以聚乙烯为基体,然后通过特殊工艺添加硼元素,形成的一种高性能复合材料。就好比在一片肥沃的土壤(聚乙烯基体)里,播下了具有特殊能力的种子(硼元素),两者相互融合、协同作用,赋予了材料独特而卓越的性能。

我们先来说说聚乙烯,它是一种常见的高分子聚合物,广泛应用于我们生活的方方面面。像日常使用的塑料袋、塑料瓶,还有各种塑料管材、塑料玩具等,很多都是由聚乙烯制成的。它具有良好的柔韧性、耐腐蚀性和绝缘性,化学性质稳定,而且加工成型也比较容易,成本相对较低,这些优点使得聚乙烯成为了一种备受青睐的基础材料。

而硼元素在含硼聚乙烯中则扮演着关键角色。硼,尤其是硼 - 10 同位素,对中子有着极高的亲和力,就像一块强力的磁石吸引铁屑一样,能够迅速与中子发生核反应。这个核反应过程可以简单表示为:¹⁰B + n → ⁷Li + ⁴He ,也就是说,硼 - 10 与中子反应后,会转化为锂核(⁷Li )和氦核(⁴He ),并释放出一定的能量,从而高效地消耗中子能量,极大程度降低中子辐射强度 。正是因为硼元素的这种特殊 “本领”,让含硼聚乙烯拥有了卓越的中子吸收能力,这也是它区别于普通聚乙烯,能够在核工业等领域大显身手的重要原因 。