Исследователи Уральского федерального университета совместно с партнерами из Ирака и Саудовской Аравии разработали перспективный материал для защиты от излучения — прочную, экономичную и экологичную керамику. В ее основе лежат доступные минеральные глины и переработанные стекольные отходы. По мнению авторов, этот материал отлично подходит для применения в строительстве объектов с радиационными рисками, рентгеновских кабинетах и лабораториях, обеспечивая безопасность медперсонала, ученых и специалистов производств.
Суть инновации
«Нам удалось создать уникальный состав, смешав иракскую глину, стеклянные отходы и борную кислоту. Результат – надежная и недорогая керамика, эффективно экранирующая гамма-лучи. Стеклянная добавка увеличивает механическую прочность продукта. Наша технология не только обеспечивает радиационную безопасность без токсичного свинца, но и дает возможность полезного применения стекольных отходов при возведении специальных объектов», — поясняет Карем Махмуд, ведущий научный сотрудник кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ.
Актуальность проблемы защиты
Специалисты подчеркивают важность поиска эффективных защитных решений, в особенности от гамма-излучения, активно используемого в медицине, пищепроме и аэрокосмической сфере. «Чрезмерное воздействие гамма-лучей вредит здоровью. Традиционные барьеры — свинец, тяжелые бетоны, вольфрам или олово — часто дороги, экологически небезопасны и не всегда удобны в эксплуатации из-за своего веса и токсичности. Нам крайне нужны новые, оптимизированные материалы», — отмечает Олег Ташлыков, доцент кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ.
Преимущества разработки УрФУ
Новая керамика обладает рядом важных плюсов: исходное сырье (глина, стеклобой, борная кислота) широкодоступно, а технологический процесс (измельчение, прессование при ~114 МПа, обжиг при 550°C) отличается простотой. Хотя по плотности экранирования материал уступает бетонам с тяжелыми металлами, он становится идеальным решением там, где критичны умеренная защита, экологичность и механическая прочность, и где применение свинца нежелательно или запрещено.
На пути к практическому применению
Уральские ученые имеют многолетний опыт в разработке радиозащитных материалов различного типа, сотрудничая с коллегами из Египта, Иордании, Вьетнама и исследуя привезенные минералы. Сейчас коллектив сосредоточен на нескольких ключевых задачах: подборе оптимального состава керамики для целевых сфер (баланс эффективности экранирования, массы, цены и прочности) и тестировании материала в различных условиях – при воздействии влаги, перепадов температур и самого излучения.
Международный научный альянс
В команду разработчиков вошли эксперты УрФУ, Центра исследований и инженерных разработок министерства водных ресурсов Ирака (Багдад), Колледжа наук и Медицинского колледжа Исламского университета имама Мухаммеда ибн Сауда (Эр-Рияд). Научная работа ведется в Уральском федеральном университете при активной поддержке Минобрнауки России в русле Десятилетия науки и технологий.
Информация и фото предоставлены Отделом научных коммуникаций УрФУ.
Источник: scientificrussia.ru
