タングステン放射線防護パネルはどのように製造されますか?

タングステン放射線防護パネルの製造は、主に粉末冶金プロセス (最も成熟し、広く使用されている方法) に依存しています。詳細な手順は次のとおりです:

 主流プロセス: 粉末冶金

平板、大型、標準形状のタングステン放射線防護パネルの量産に適しており、安定した品質と低コストのメリットがあります。

粉末の準備と混合

原料選定：高純度タングステン粉（純度99.9％以上）を主原料とし、合金元素粉（ニッケル、鉄、銅）を3％～15％の割合で添加します。ニッケルと鉄はバインダーとして機能し、パネルの機械的特性と機械加工性を向上させます。中性子線を遮蔽するシナリオでは、中性子吸収能力を高めるためにホウ素粉末を追加できます。

均一な混合: 混合粉末を高効率ミキサーに入れ、粉末粒子の結合性能を向上させるために少量の有機バインダー (例: パラフィン) を加えます。各成分が均一に分散するように、真空または不活性ガス保護下で 2 ～ 4 時間混合します。

成形

冷間静水圧プレス (CIP): これは、大型パネルのコア成形ステップです。混合粉末を柔軟な型（ゴム型など）に入れ、冷間静水圧プレスに置きます。高圧 (100 ～ 300 MPa) を全方向に均一に加えて、必要なサイズと初期密度 (相対密度 ≥60%) のパネル ブランクを形成します。

ダイプレス: 小型または薄いパネルの場合は、直接圧縮成形用の剛性の高い金型を使用します。これはより効率的ですが、単純な形状に適しています。

焼結

プレスされたブランクを水素雰囲気焼結炉に置きます（水素はタングステン粉末の酸化を防ぐために使用されます）。制御された加熱速度で温度を 1400 ～ 1600°C まで上げ、2 ～ 6 時間保温します。

焼結中にバインダーが揮発し、粉末粒子が原子拡散・結合して緻密化が実現します。最終ブランクの相対密度は 95% ～ 99% に達し、放射線遮蔽性能の要件を満たします。

精密加工

CNC 切断機、グラインダー、ボール盤を使用して焼結ブランクを加工します。パネルの板厚公差（±0.1mm）と平面度を管理し、お客様の図面通りに取付穴や溝、エッジの面取りなどを加工することがポイントです。

シールド装置に組み込む必要があるパネルについては、精密機械加工により接続構造のマッチング精度を確保します。

表面処理

防食処理：パネル表面に電気メッキ（ニッケルメッキ、亜鉛メッキ）または不動態化を施し、耐食性を向上させ、湿気の多い環境での酸化を防ぎます。

表面研磨: 医療機器または精密機器のシナリオで使用されるパネルの場合、表面を研磨して表面粗さを低減し (Ra ≤0.8 μm)、外観品質を向上させます。

品質検査

試験炉心の性能指標：密度（16.5～18.5 g/cm3）、放射線遮蔽効率（試験X線/γ線減衰率）、寸法公差、機械的強度。

原子力産業用途の漏れ検出を実施して、放射線漏れのリスクがないことを確認します。