Радиация
Наиболее проблемно с точки зрения защиты гамма-излучение, обладающее высокой проникающей способностью. Самым распространенным защитным материалом для его экранирования считается свинец. Этот элемент обладает большой атомной массой, а в виде металла – высокой плотностью, благодаря чему способен эффективно ослаблять гамма-лучи.
Однако свинец сам по себе является крайне токсичным, его попадание в природу чревато серьезными последствиями. При высоком содержании свинца в организме нарушается работа нервной системы и головного мозга, что может привести к смерти, сообщают специалисты ВОЗ. Поэтому утилизация отработавших конструкций из свинца представляет существенную проблему для атомной энергетики.
Исследователи Уральского федерального университета (УрФУ) с коллегами из Иордании и Малайзии провели расчетно-экспериментальные исследования, в ходе которых синтезировали образцы нового экранирующего материала – композита из эпоксидной смолы с наполнителем из наночастиц оксида цинка (ZnO).
"Вольфрам, уран и некоторые другие металлы с высокой экранирующей способностью нельзя использовать для защиты от излучения по экологическим и экономическим соображениям. Чистые полимеры плохо ослабляют рентгеновское и гамма-излучение, однако, добавляя в них химические элементы с более высокими атомными номерами, можно значительно повысить их экранирующую способность", – объяснил соавтор работы, профессор кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Олег Ташлыков.
В ядерной энергетике композиты такого типа, по словам авторов, будут востребованы из-за устойчивости к нагреву и химическому воздействию, а также благодаря возможности придать материалу требуемую прочность и жесткость.
"Наш материал особенно удобен при необходимости экранировать труднодоступные пространства сложной формы. Кроме того, эпоксидная смола выгодно выделяется среди всех полимеров низкой себестоимостью и простотой производства. Свинец экранирует лучше, чем наш композит, но это легко компенсировать за счет увеличения толщины конструкции", – отметил Ташлыков.
Как подчеркнули создатели, новый композит полностью экологически безопасен и в производстве, и в применении.
Исследование проводилось совместно со специалистами Малайского технологического университета и Университета Исра (Иордания). В дальнейшем научный коллектив планирует опробовать другие наполнители для эпоксидной матрицы и выявить наиболее перспективные составы, а также детально исследовать влияние технологии изготовления композита на его экранирующие свойства.
УрФУ – участник программы государственной поддержки университетов РФ "Приоритет-2030".
