วัสดุกําบังนิวตรอนเร็วแบบใหม่ที่ประกอบด้วยวัสดุหลายชั้นของยางพารายางสังเคราะห์เอสบีอาร์และโบรอนออกไซด์ (B2O3) และชั้นของยางพาราและเหล็กออกไซด์ (Fe2O3)

บทคัดย่อ

นิวตรอนถูกนํามาใช้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ซึ่งนิวตรอนเป็นอนุภาคที่เป็นกลาง ไม่มีประจุไฟฟ้า จึงมีอํานาจทะลุทะลวงสูง การทํางานเกี่ยวกับต้นกําเนิดรังสีนิวตรอน ต้องมีความระมัดระวังเป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนิวตรอนเร็วจากต้นกําเนิดรังสีนิวตรอน ดังนั้นการใช้วัสดุกําบังรังสีนิวตรอนจึงเป็นอีกวิธีหนึ่งในการป้องกันอันตรายจากรังสีนิวตรอนที่มีประสิทธิภาพ งานวิจัยนี้ได้ทําการออกแบบวัสดุกำบังรังสีนิวตรอนโดยใช้โปรแกรม Mote Carlo N Particle (MCNP) เพื่อเลือกวัสดุและรูปแบบที่เหมาะสมสำหรับเป็นวัสดุกําบังรังสีนิวตรอน โดยใช้วัสดุหลักที่มีภายในประเทศไทย โดยกําหนดให้มีความหนาของวัสดุที่ 10 ซม. ผลการออกแบบพบว่าวัสดุที่สามารถกําบังรังสีนิวตรอนในย่านของนิวตรอนเร็ว (10^-2 – 100 MeV) ได้ดีที่สุด ได้แก่ วัสดุ 4 ชั้นที่ประกอบด้วยชั้นของยางพารา (NR) และเหล็กออกไซด์ (Fe₂O₃) 100 part per hundred rubber (phr) หนาชั้นละ 2.5 ซม. สลับกับชั้นของยางพาราผสมกับยางสังเคราะห์เอสบีอาร์ (SBR) ในอัตราส่วน 1:1 และโบรอนออกไซด์ (B₂O₃) 5 phr หนาชั้นละ 2.5 ซม. และเมื่อเปรียบเทียบผลการกําบังรังสีนิวตรอนของวัสดุกําบังในรูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส ทรงกระบอกและทรงกลม ที่มีปริมาตรเท่ากัน พบว่าวัสดุกําบังทรงกลมสามารถกําบังรังสีนิวตรอนได้ดีที่สุด โดยสามารถลดทอนรังสีนิวตรอนจากต้นกําเนิดรังสีได้ร้อยละ 43 จากนั้นจึงทําการทดลองขึ้นรูปชิ้นวัสดุกําบังรังสีนิวตรอน และนําไปถ่ายภาพด้วยนิวตรอนเพื่อดูการกระจายตัวของวัสดุดูดกลืนและกระเจิงรังสีนิวตรอนที่เติมลงไปในส่วนผสมของยางซึ่งพบว่ามีการกระจายตัวสม่ําเสมอทั่วทั้งชิ้นงาน ดังนั้นวัสดุกําบังรังสีนี้จึงสามารถนําไปประยุกต์ใช้กับผู้ใช้งานเกี่ยวกับรังสีนิวตรอนได้ดี