硼氢化锂（LiBH4）：一种用于中子辐射屏蔽的创新材料
原子与分子团簇
2024-06-07 v1 原子物理
摘要
辐射屏蔽在核能和太空探索等多个行业中起着至关重要的作用。在自然界中最丰富的元素和同位素中，10B具有最高的中子吸收截面之一，6Li紧随其后。值得注意的是，氢由于其轻核，是一种极好的中子反射体。令人惊讶的是，完全由这些元素组成的硼氢化锂分子（LiBH4）作为中子辐射屏蔽材料的潜力尚未被探索。本研究调查了多种可能用作屏蔽的材料。首先，我们评估了传统屏蔽和先前的屏蔽优化。结果表明，含有10% B4C的混凝土效果最佳。用高性能混凝土（HPC）替代普通混凝土。通过逐步将硼氢化锂与适量的碳化硼一起加入屏蔽层，实现了进一步优化。使用MCNPX 2.7E代码进行计算。与之前的样品相比，新屏蔽层的引入使体积显著减少了40%。研究结果表明，30厘米厚的屏蔽层有效阻挡了95%的总中子和92%的总伽马辐射。此外，还注意到硼氢化锂对快中子的屏蔽效果优于碳化硼。计算了设计屏蔽层的各种参数和数据，并与之前的样品进行了比较。
引用
@article{arxiv.2406.03640,
title = {Lithium Borohydride (LiBH4): An Innovative Material for Neutron Radiation Shielding},
author = {Mohammadreza Lotfalian and Mitra Athari Allaf and Masoud Mansouri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.03640},
year = {2024}
}