В УрФУ улучшили свойства стекол для радиационной защиты
Радиационно-защитные свойства стекол, используемых для экранирования опасного излучения, усовершенствовали ученые Уральского федерального университета (Екатеринбург) в сотрудничестве с зарубежными коллегами, 13 апреля сообщает пресс-служба УрФУ.
Ввод добавки — оксидов тяжелых металлов, в состав боратных стекол (на основе оксида бора) позволил добиться значительного повышения плотности материала без потери его прозрачности. Результаты исследования полученного материала были представлены в статье журнала Progress in Nuclear Energy.
Боратные стекла широко используются для радиационной защиты и в приборах для ядерной физики, таких как сцинтилляционные детекторы ионизирующих излучений, с помощью которых регистрируют гамма-излучение и изучают спектры излучений радионуклидов.
Такие стекла служат экологичной альтернативой свинцовым стеклам, но их низкая плотность снижает качество радиационной защиты. Для исправления этого недостатка в боратное стекло учеными был добавлен оксид кадмия. Исследования показали, что добавка значительно повысила плотность стекла. Полученные образцы были пригодны для камер защиты от гамма-излучения.
Доцент кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Олег Ташлыков рассказал: «Способность экранирующего материала ослаблять проходящее гамма- или рентгеновское излучение возрастает при повышении концентрации кадмия в составе стекла. Изготовленные образцы показали хорошие результаты в качестве радиационно-защитного материала в областях низких и средних энергий гамма-излучения».
Для подтверждения полученных результатов ученые определяли их защитные свойства с помощью различных методов. в том числе общепризнанный метод Монте-Карло с помощью компьютерного моделирования процессов переноса различного вида излучений (нейтронов, гамма-квантов, электронов, позитронов).
Достоинством нового состава является высокая прозрачность стекла, поскольку защитные стекла широко применяются в различных областях, в том числе в так называемых горячих камерах, где манипуляции с высокорадиоактивными изделиями осуществляются дистанционно. Стекло должно, защищая людей от излучения, давать возможность контролировать работу оборудования и выполнять какие-либо действия на расстоянии.
Ученые подбирают уплотняющие структуру боратных стекол добавки, исходя из таких критериев, как хорошие защитные характеристики, высокий уровень прозрачности и экономически выгодное производство. С этой целью они намерены исследовать другие варианты состава стекла с добавками оксидов бария, цинка, вольфрама и т. д.
В сообщении отмечается, что широко используемые в настоящее время для защиты от радиации стекла с высоким содержанием оксида свинца, обеспечивают высокую степень защиты от радиации. Однако со временем свинец выделяется из такого стекла и заражает соприкасающиеся с ним предметы и персонал, а накопление свинца в организме отрицательно влияет на мозг, печень, почки и костную систему человека.
