МОСКВА, 6 ноя. Новые экологичные материалы, эффективно защищающие от радиоактивного излучения, создали специалисты УрФУ в составе международного научного коллектива. Их составляют минеральные глины и отходы стекольных производств. Результаты представлены в Journal of Science: Advanced Materials and Devices.
Радиоактивное излучение делится на три основных типа: от альфа-частиц можно защититься листом бумаги, от бета-излучения — с помощью легких металлов или оргстекла, а для экранирования гамма-излучения необходимо использовать материалы с высокой плотностью, например, свинец или вольфрам. Стоимость вольфрама очень высока, а свинец токсичен для человека и окружающей среды, рассказали в Уральском федеральном университете имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (УрФУ).
Из-за строительства новых ядерных реакторов и расширения применения радиоактивных веществ в медицине потребность в защитных материалах растет с каждым годом, подчеркнул профессор кафедры атомные станции и возобновляемые источники энергии УрФУ Олег Ташлыков. Кроме того, ученые и инженеры исследуют природное минеральное сырье в том регионе, где строится АЭС, для оценки возможности его использования при сооружении объектов и снижения их стоимости, добавил специалист.
Исследователи УрФУ с коллегами из Ирака предложили новые материалы для защиты от радиоактивного излучения с разной проникающей способностью. В основе проектирования этих материалов лежит разработанная методика масштабных расчетно-экспериментальных исследований, уже проведенных учеными УрФУ с природными минералами Египта, Иордании, Вьетнама и других стран.
«Мы смешали глину, привезенную из Ирака, с отходами стекольного производства и небольшим количеством борной кислоты, чтобы получить прочную недорогую керамику, способную эффективно экранировать гамма-излучение. Добавление стекла делает плитку более прочной. Такой подход позволит утилизировать отходы стекольного производства, включая их в строительные материалы при сооружении радиационно-опасных объектов или рентгеновских кабинетов без использования свинца», — рассказал ведущий научный сотрудник УрФУ Карем Махмуд.
Сырье (глина, отходы стекла, борная кислота) широко доступны, а технология изготовления (измельчение, прессование при ~ 114 МПа, обжиг при 550°C) проста. Эффективность экранирования таких материалов ниже, чем у бетонов с высоким содержанием тяжелых оксидов, поэтому керамика предпочтительнее для применения там, где нежелателен свинец или где приоритетом являются умеренное экранирование в сочетании с механической прочностью и экологичность, пояснил Олег Ташлыков.
По словам профессора, перед научным коллективом сейчас стоит несколько задач по продолжению исследований для подготовки материала к практическому внедрению: поиск оптимального состава керамики для целевых областей применения (эффективное экранирование при оптимальном соотношении массы, стоимости и механической прочности), а также испытания новых материалов при воздействии различных факторов (влага, термоциклирование, излучение).
Исследования в вузе проводятся при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Источник: РИА Новости