Какие стекла лучше справляются с радиацией
Ученые Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) с зарубежными коллегами улучшили свойства радиационно-защитных стекол. В состав стекол на основе оксида бора (боратные) они добавили оксиды тяжелых металлов. Это значительно повысило плотность материала, не повлияв на его прозрачность. Описание экспериментов и результаты исследования представлены в журнале Progress in Nuclear Energy.
Традиционные боратные стекла (со свинцом) используют в ядерной физике (для регистрации излучения) и для радиационной защиты. Они установлены в разных местах: от лабораторий ядерных исследований до рентгеновских кабинетов в больницах, а также в так называемых горячих камерах, где дистанционно осуществляют манипуляции с высокорадиоактивными изделиями.
Стекла на основе оксида бора, над улучшением состава которых работают ученые, являются экологичной альтернативой стеклам с добавлением свинца. Однако они имеют низкую плотность, а это один из наиболее важных факторов, влияющий на качество защиты от радиации. Значительно повысить плотность ученым удалось за счет добавления в состав стекла оксид кадмия. По словам исследователей, в результате опытов выяснилось: чем выше концентрация кадмия в составе стекла, тем выше экранирующая способность материала.
Отметим, над созданием новых стекол работают ученые из России, Египта, Саудовской Аравии, Иордании. Оптимальный состав бессвинцовых стекол они подбирают не первый год. Главные критерии — экологичность и легкость (минимум свинца), высокие показатели радиационной защиты, прозрачность. Ранее исследователи также выяснили, что к значительному улучшению защитных характеристик стекол приводит частичная замена свинца на соединения висмута. Сейчас ученые проверяют еще три варианта составов стекла с различными добавками (оксиды бария, цинка, вольфрама и т. д.). Это необходимо для того, чтобы найти наиболее подходящий состав материала с улучшенными защитными характеристиками, высоким уровнем прозрачности и экономически выгодным производством.
Справка
При проведении работ с высоким ионизирующим радиационным излучением сейчас в основном используют свинцовые стекла. Их производят в Японии, Чехии, Германии, Новой Зеландии, России и других странах. Они находят широкое применение при работе с радиоактивными материалами: в рентгенкабинетах, кабинетах компьютерной томографии, лабораториях, научных и исследовательских институтах.
Стекла с повышенным содержанием оксида свинца обеспечивают высокую степень защиты от радиации, однако они тяжелые, а свинец со временем выделяется из стекла и проникает в соприкасающиеся с ним предметы, приводит к их заражению. Накопление свинца в организме влияет на мозг, печень, почки, костную систему.
На основании материала Indicator