Un nuovo studio condotto da ricercatori della North Carolina State University suggerisce che un materiale costituito da un composto polimerico incorporato con particelle di triossido di bismuto ha un enorme potenziale per sostituire i materiali convenzionali di schermatura contro le radiazioni, come il piombo.

Il composto di triossido di bismuto è leggero, efficace nella schermatura contro le radiazioni ionizzanti come i raggi gamma, e può essere prodotto rapidamente, rendendolo un materiale promettente per l'uso in applicazioni come l'esplorazione dello spazio, imaging medico e radioterapia.

"Materiali di schermatura dalle radiazioni tradizionali, come piombo, sono spesso costosi, pesante e tossico per la salute umana e per l'ambiente, "dice Ge Yang, un assistente professore di ingegneria nucleare presso la NC State e corrispondente autore di un articolo sul lavoro. "Questo studio dimostrativo dimostra che un composto di triossido di bismuto potrebbe fungere da efficace schermatura contro le radiazioni, mitigando al contempo gli svantaggi associati ai tradizionali materiali di schermatura."

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato di poter creare il composto utilizzando un metodo di polimerizzazione che si basa sulla luce ultravioletta (UV), anziché affidarsi a tecniche ad alta temperatura che richiedono tempo.

"Utilizzando il metodo di polimerizzazione UV, siamo stati in grado di creare il composto nell'ordine di pochi minuti a temperatura ambiente, che ha il potenziale per la rapida produzione di materiali schermanti contro le radiazioni, " dice Yang. "Questo è un punto importante perché la polimerizzazione termica, un metodo frequentemente utilizzato per la produzione di composti polimerici, spesso si basa su temperature elevate e può richiedere ore o addirittura giorni per essere completato. Il metodo di polimerizzazione UV è sia più veloce che meno costoso."

Utilizzando il metodo di polimerizzazione UV, i ricercatori hanno creato campioni del composto polimerico che includono fino al 44% di triossido di bismuto in peso. I ricercatori hanno quindi testato i campioni per determinare le proprietà meccaniche del materiale e se potesse proteggere efficacemente dalle radiazioni ionizzanti.

"Questo è un lavoro fondamentale, " Yang dice. "Abbiamo determinato che il composto è efficace nella schermatura dei raggi gamma, è leggero ed è forte. Stiamo lavorando per ottimizzare ulteriormente questa tecnica per ottenere le migliori prestazioni dal materiale.

"Siamo entusiasti di trovare un nuovo materiale per la schermatura dalle radiazioni che funzioni così bene, è questa luce, e può essere prodotto rapidamente."

La carta, "Proprietà di schermatura alle radiazioni gamma dei compositi poli (metilmetacrilato) / Bi2O3, " è pubblicato sulla rivista Ingegneria e tecnologia nucleare .