Новый полимерный композит защитит от ионизирующего излучения

Ученые из Университета штата Северная Каролина представили новый полимерный материал с частицами оксида висмута (III), который может защищать от пагубного воздействия ионизирующего излучения. В перспективе такой материал заменит свинец в промышленно важных применениях. О своем исследовании авторы рассказали в журнале Nuclear Engineering and Technology.

«Традиционные материалы для защиты от радиации, такие как свинец, часто очень дороги, тяжелы и токсичны для здоровья человека и окружающей среды, — говорит один из исследователей, доцент Университета штата Северная Каролина Гэ Ян. — Наша работа показывает, что оксид висмута (III) в полимерной матрице может быть эффективным материалом для защиты от радиации, не имея при этом недостатков традиционно используемых соединений».

В новом исследовании авторы использовали метод синтеза, называемый УФ-отверждением. В ходе него для перевода материала в твердое состояние используется ультрафиолетовое излучение, а не высокая температура. Использование последней сопряжено с высокими затратами и трудоемкостью процесса. Используя метод УФ-отверждения, исследователи создали образцы металлополимерного соединения на основе полиметилметакрилата (ПММА), которые содержат до 44% оксида висмута (III) по массе. Затем ученые протестировали полученные образцы материала, чтобы определить его механические свойства и то, может ли он служить эффективной защитой от ионизирующего излучения.

Для проведения тестов ученые использовали наиболее популярные источники гамма-излучения — Cs-137, Ba-133, Cd-109, Co-57 и Co-60. Выяснилось, что образцы ПММА с внедренным в него Bi₂O₃ в семь раз лучше задерживают гамма-лучи, чем чистый полимер. Например, ученые показали, что образец, содержащий 44% оксида висмута (III), способен задерживать до 50% гамма-излучения с энергиями до 1130 эВ при толщине слоя в пять сантиметров. И хотя этого пока недостаточно для внедрения в производство, исследователи работают над увеличением этого показателя.

«Наша работа — фундаментальная, — говорит Ян. — Мы выяснили, что материал эффективен при экранировании гамма-лучей, а также он легкий и прочный. На данный момент мы работаем над дальнейшей оптимизацией этой технологии для повышения ее эффективности, а также методов его синтеза. Одним из главных преимуществ нашей разработки является простота и высокая скорость получения целевого соединения: синтез проводится при комнатной температуре за считанные минуты».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.