其核心价值在于对中子辐射的高效防护,原理分为两步:
慢化快中子:聚乙烯富含氢原子,氢核与中子质量相近,能通过弹性碰撞最有效地将高能快中子慢化为低能热中子。
吸收热中子:添加的硼-10同位素对热中子具有极高的吸收截面(约3837靶恩),能立即捕获被慢化后的热中子,并生成易于屏蔽的次级α粒子和锂核,实现中子辐射的“慢化-吸收”一体化。

与传统的混凝土、铅板、水等屏蔽材料相比,含硼聚乙烯板具有显著优势:
| 特性 | 含硼聚乙烯板 | 传统混凝土 | 纯铅板 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 中子屏蔽效率 | 极高 | 中等(需很厚) | 几乎无效 | 铅对γ射线有效,但几乎不屏蔽中子 |
| 重量与体积 | 轻量化(密度约1.0-1.1 g/cm3) | 非常厚重 | 极重 | 易于安装、搬运,节省空间 |
| 一体化设计 | 同时屏蔽中子与γ射线 | 是 | 否 | 含氢慢化中子,硼吸收中子,基体及杂质对γ有衰减 |
| 物理性能 | 良好的机械性能、可加工性 | 脆性,难加工 | 柔软,易变形 | 可切割、钻孔、组装成复杂结构 |
| 耐腐蚀性 | 优异,耐潮湿、化学介质 | 可能渗水、风化 | 耐腐蚀,但表面易氧化 | |
| 清洁与维护 | 表面光滑,易清洁去污 | 多孔,易污染难去污 | 表面易划伤 | 尤其适合核医学等洁净环境 |

核心参数:
硼含量:通常为0.5% - 5%(重量比),可根据屏蔽设计要求定制。含量越高,热中子吸收能力越强。
密度:≥1.0 g/cm3(高于纯聚乙烯的0.95),密度越大,通常含硼量及防护性能越好。
板材尺寸:常见规格如1000mm × 2000mm,厚度从10mm到300mm不等,可定制。
物理性能:
保留聚乙烯良好的抗冲击性、电绝缘性和低摩擦系数。
机械强度(如抗拉、抗压)略低于纯超高分子量聚乙烯,但仍优于许多工程塑料。
屏蔽性能:对252Cf源(典型快中子源)的屏蔽效果,特定厚度下中子剂量率衰减系数可达103 - 10?倍。

核能工业:核电站反应堆周围屏蔽、乏燃料运输容器内衬、核废料处理设施屏蔽体。
医疗与科研:
放射治疗室:直线加速器、硼中子俘获治疗(BNCT)装置的治疗室屏蔽墙体、门。
核医学:PET-CT、SPECT显像药物分装柜、注射窗屏蔽。
科研设施:中子发生器、加速器、同位素实验室的屏蔽与结构件。
工业探伤:中子照相、工业CT检测装置的屏蔽室。
军工与航天:核动力装置屏蔽、辐射防护装备。