Международная группа исследователей, в составе которой учёный Уральского федерального университета, разработала новый тип боросиликатных стекол. Они на 28% эффективнее защищают от радиации, чем бетон и другие традиционные материалы. Об этом ИА «Уральский меридиан» рассказали в пресс-службе УрФУ.
«Как известно, коммерческие защитные очки от радиации содержат высокие концентрации оксида свинца, который токсичен для человека и окружающей среды. Мы же создали новые бессвинцовые стекла с использованием оксида неодима и оксида бария, которые имеют высокие атомные номера. Это позволяет улучшить радиационную защиту, а также повысить прозрачность и оптические свойства стекол», — сообщил соавтор работы, ведущий научный сотрудник кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» УрФУ Махмуд Карем Абделазим Габер.
Боратные стекла широко используются в ядерной промышленности из-за их устойчивости к радиации и простоты производства. Однако их низкая плотность ограничивает применение: такие стекла хрупкие. Эту проблему решили ученые они добавили в боратные стекла тяжелые оксиды — неодим (Nd₂O₃) и барий (BaO). В итоге получили более прочные образцы, сохранив прозрачность.
«Наши стекла могут защищать от рентгеновского и гамма-излучения, используемого в медицинской диагностике и лучевой терапии. При этом, наши стекла не могут полностью заменить бетон из-за его низкой стоимости. Но, бетон можо использовать для строительства стен, а наши стекла — для окон и прозрачных объектов», — отметил ученый.
Эксперименты показали, что при максимальной концентрации оксида неодима в восемь мольных процентов эффективность защиты от радиации выросла до 28,3%, что превосходит показатели традиционных материалов. Также новые стекла превзошли аналоги из боросиликатных систем с содержанием оксида свинца и оксида бария: при просвечивании гамма-излучением мощностью 0,662 МэВ их эффективность на 16% выше, чем у стекол с 35-40 мольными процентами свинца. Это делает созданный материал безопасной альтернативой токсичным аналогам.
Ученые планируют в дальнейшем испытать комбинации Nd₂O₃ и BaO в других типах стекол, например, фосфатных и теллуритовых.
Ранее ученые УрФУ и Института электрофизики УрО РАН оригинальным методом синтезировали инновационное покрытие SiAlCN (кремний — алюминий — углерод — азот), способное защищать компоненты авиадвигателей от окисления при экстремальных температурах.