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

Избыточное радиоактивное облучение вредно для живых организмов, поскольку способно вызвать тяжелые болезни, которые могут стать наследственными, объяснили ученые. Одинаково опасны как большие мгновенные дозы радиации, так и периодическое воздействие небольших доз.

Наиболее проблемно с точки зрения защиты гамма-излучение, обладающее высокой проникающей способностью. Самым распространенным защитным материалом для его экранирования является свинец. Этот элемент обладает большой атомной массой, а в виде металла — высокой плотностью, благодаря чему способен эффективно ослаблять гамма-лучи.

Однако свинец сам по себе является крайне токсичным, его попадание в природу чревато серьезными последствиями. При высоком содержании свинца в организме нарушается работа нервной системы и головного мозга, что может привести к смерти, сообщают специалисты ВОЗ. Поэтому утилизация отработавших конструкций из свинца представляет существенную проблему для атомной энергетики.

Исследователи УрФУ с коллегами из Иордании и Малайзии провели расчетно-экспериментальные исследования, в ходе которых синтезировали образцы нового экранирующего материала — композита из эпоксидной смолы с наполнителем из наночастиц оксида цинка (ZnO).

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

В ядерной энергетике композиты такого типа, по словам авторов, будут востребованы из-за устойчивости к нагреву и химическому воздействию, а также благодаря возможности придать материалу требуемую прочность и жесткость.

«Наш материал особенно удобен при необходимости экранировать труднодоступные пространства сложной формы. Кроме того, эпоксидная смола выгодно выделяется среди всех полимеров низкой себестоимостью и простотой производства. Свинец экранирует лучше, чем наш композит, но это легко компенсировать за счет увеличения толщины конструкции», — отметил Ташлыков.

Как подчеркнули создатели, новый композит полностью экологически безопасен и в производстве, и в применении.

Исследование проводилось совместно со специалистами Малайского технологического университета и Университета Исра (Иордания). 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.

Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня — части национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Университет — участник государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».