Ученые усовершенствовали состав радиационно-защитных стекол
Ученые Уральского федерального университета в сотрудничестве с зарубежными коллегами усовершенствовали радиационно-защитные свойства стекол, в частности, боратных (стекла на основе оксида бора). Они ввели в базовый состав стекла специальные добавки — оксиды тяжелых металлов. Это значительно повысило плотность материала, не повлияв на его прозрачность.
Стекла на основе оксида бора являются экологичной альтернативой стеклам с добавлением свинца, однако имеют низкую плотность, а это один из наиболее важных факторов, влияющий на качество радиационной защиты. Ученые добавили в состав стекла оксид кадмия и выяснили, что таким образом плотность стекол значительно повысилась. Новые образцы оказались пригодны для использования в камерах, защищающих от гамма-излучения.
Исследователи не первый год подбирают оптимальный состав бессвинцовых стекол. Главные критерии — экологичность и легкость (минимум свинца), высокие показатели радиационной защиты, прозрачность. Ранее исследователи показали, что частичная замена свинца на соединения висмута приводит к значительному улучшению защитных характеристик стекла. Сейчас ученые проверяют еще три варианта составов стекла с различными добавками (оксиды бария, цинка, вольфрама и т. д.). Это необходимо для того, чтобы найти оптимальный состав материала с хорошими защитными характеристиками, высоким уровнем прозрачности и экономически выгодным производством.
«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 достоверности результатов мы определяли их защитные свойства с помощью трех методов, в том числе использовали общепризнанный метод Монте-Карло — компьютерное моделирование процессов переноса различного вида излучений (нейтронов, гамма-квантов, электронов, позитронов). Результаты моделирования показали хорошую сходимость с данными экспериментального определения коэффициентов ослабления стекол по отношению к гамма-излучению изотопов цезий-137 и кобальт-60», — рассказывает доцент кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Олег Ташлыков.
Описание экспериментов и результаты исследования представлены в журнале Progress in Nuclear Energy.
Источник: УрФУ