A novel two-phase mixture optimization framework for radiation shielding UHPC: Advancing ultra-high-performance shielding materials for improved nuclear safety and security
Notice bibliographique
Résumé
By leveraging the exceptional mechanical strength and durability merits of ultra-high-performance concrete (UHPC) to fulfill nuclear safety and security requirements, radiation shielding UHPC (RS-UHPC) promises to advance the safe deployment of nuclear energy. This study presents a novel, two-phase (mortar-to-composite) mixture design optimization framework for RS-UHPC by coupling dry- and wet-particle-packing with Optimal Custom Mixture Design (OCMD). The framework was then implemented to develop new RS-UHPCs incorporating various combinations of magnetite, ferroboron, and ilmenite. To this end, thirty RS-UHPC mixtures were developed and evaluated for workability, density, and compressive strength ( f’ c ) and radiation shielding measured in terms of linear attenuation coefficient ( µ ), thermal neutron absorption cross-section ( ∑ abs ), and fast neutron removal cross-section ( ∑ R ). RS-UHPCs with up to 170 MPa f’ c —with improvement in f’ c by up to 33 %, ∑ R by over 120 %, µ by 57 %, and ∑ abs by nearly 700 %—were achieved. These findings demonstrate the efficiency of the proposed RS-UHPC mixture design framework to deliver a promising ultra-high-performance shielding material for revolutionizing the safety and security of nuclear infrastructure. • A new radiation-shielding UHPC (RS-UHPC) was designed via dry/wet-packing optimization. • The synergistic effects of magnetite, ferroboron, and ilmenite on RS-UHPC were quantified. • RS-UHPCs with up to 170 MPa f ’ c —with improvement in f ’ c of up to 33 % were attained. • RS-UHPCs with up to 120 % higher linear attenuation coefficient ( µ ) were achieved. • Ferroboron-rich RS-UHPCs improved the thermal neutron absorption by over 700 %.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».