Природа против радиации. Ученые создали "натуральную" защиту от излучения

Создание новых экологических материалов, способных эффективно защищать от радиоактивного излучения, стало результатом совместной работы специалистов УрФУ и международного научного коллектива.

В основе этих материалов лежат минеральные глины и отходы стекольных производств. Исследование и разработка новых материалов были опубликованы в журнале Journal of Science: Advanced Materials and Devices.

Радиоактивное излучение подразделяется на три основных типа, каждый из которых требует своего специального подхода к защите: альфа-частицы могут быть заблокированы листом бумаги, бета-излучение требует легких металлов или оргстекла, а для защиты от гамма-излучения необходимы материалы с высокой плотностью, такие как свинец или вольфрам.

Эксперименты показали, что новые экологичные материалы, разработанные учеными, обладают высокой эффективностью в защите от радиоактивного излучения. Это открытие может иметь значительное значение для различных отраслей, где необходима защита от вредного воздействия радиации.

В Уральском федеральном университете имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (УрФУ) сообщили, что стоимость вольфрама находится на очень высоком уровне, а свинец является токсичным для человека и окружающей среды. Эти материалы становятся все более востребованными из-за строительства новых ядерных реакторов и расширения применения радиоактивных веществ в медицине. Профессор кафедры атомные станции и возобновляемые источники энергии УрФУ, Олег Ташлыков, подчеркнул, что потребность в защитных материалах растет с каждым годом.

Кроме того, ученые и инженеры активно исследуют природное минеральное сырье в регионе, где строится атомная электростанция. Это позволяет оценить возможность использования данных материалов при сооружении объектов и снижении общей стоимости проектов. Такие исследования помогают развивать новые подходы к строительству и обеспечивают более эффективное использование ресурсов.

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.

Новые материалы, предложенные исследователями, представляют собой прочную недорогую керамику, способную эффективно экранировать гамма-излучение. Для ее создания использовалась глина из Ирака, отходы стекольного производства и небольшое количество борной кислоты. Такой подход позволяет получить материалы с различными характеристиками защиты.

Эти инновационные материалы могут найти широкое применение в различных областях, где требуется защита от радиоактивного излучения. Проведенные исследования показывают, что новые материалы обладают высокой эффективностью в экранировании гамма-излучения и могут быть использованы для создания надежных средств защиты.

Добавление стекла в состав плитки не только увеличивает ее прочность, но и способствует утилизации отходов стекольного производства. Этот инновационный подход позволяет включать отходы стекла в строительные материалы для создания радиационно-опасных объектов или рентгеновских кабинетов без использования свинца. Как отметил ведущий научный сотрудник УрФУ Карем Махмуд, это открывает новые перспективы в области экологически чистого строительства.

Сырье для производства такой плитки, включая глину, отходы стекла и борную кислоту, легко доступно, а технология изготовления проста и эффективна. Процесс включает в себя измельчение, прессование при давлении около 114 МПа и обжиг при температуре 550°C. Эксперт Олег Ташлыков отмечает, что хотя эффективность экранирования подобных материалов ниже, чем у бетонов с высоким содержанием тяжелых оксидов, керамическая плитка предпочтительна в случаях, где необходимо избегать использования свинца или когда важны умеренное экранирование, механическая прочность и экологическая безопасность.

В рамках Десятилетия науки и технологий, исследования в вузе проводятся при поддержке Минобрнауки России. Профессор подчеркнул, что перед научным коллективом стоят несколько задач по продолжению исследований для подготовки материала к практическому внедрению. Одной из ключевых задач является поиск оптимального состава керамики для целевых областей применения, где важным критерием является эффективное экранирование при оптимальном соотношении массы, стоимости и механической прочности. Кроме того, важны испытания новых материалов при воздействии различных факторов, таких как влага, термоциклирование и излучение.

Источник и фото - ria.ru