Безопасный композит для защиты от радиации

Композит на основе эпоксидной смолы с наполнителем из наночастиц оксида цинка (ZnO) может стать достойной альтернативой токсичному свинцу, используемому для защиты от радиации. Об этом сообщил коллектив авторов из Уральского федерального университета, работающий с коллегами из Иордании и Малайзии. Исследователи подчеркивают, в отличие от свинца, такой материал экологически безопасен как в производстве, так и в применении. Результаты исследования опубликованы в издании Radiation Physics and Chemistry.

Образцы композитных материалов из эпоксидной смолы, наполненной ZnO

Ученые провели расчетно-экспериментальные исследования, в ходе которых синтезировали образцы нового экранирующего материала на основе эпоксидной смолы с наполнителем из наночастиц оксида цинка (ZnO). Так, помимо нетоксичности наночастицы оксида цинка обладают устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, химической и физической стабильностью, фотокаталитической активностью и антибактериальными свойствами. Вместе с наночастицами оксида цинка исследователи предлагают использовать полимеры, обладающие устойчивостью к нагреванию, погружению и химическим реакциям, а также высокой прочностью и жесткостью в механической и структурной областях. Из всех полимеров за счет низкой стоимости производства и простоты технологических процессов исследователи предлагают использовать эпоксидную смолу.

Олег Ташлыков с образцами (один из вариантов) защитного материала, который создали в УрФУ. Фото: Анастасия Фарафонтова

«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», — сказал соавтор работы, профессор кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Олег Ташлыков.

Олег Ташлыков пояснил, что предлагаемый им и его коллегами материал особенно удобен при необходимости экранировать труднодоступные пространства сложной формы, и, несмотря на то, что свинец экранирует лучше, чем новый композит, это легко компенсировать за счет увеличения толщины конструкции. Однако эффективность радиационной защиты образца зависит не только от толщины образца, но и других переменных, таких, как концентрация наночастиц оксида цинка, размера частиц и др. Эти факторы следует учитывать при оценке эффективности защиты материала.

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.

Информация с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)