Gli scienziati selezionano la composizione ottimale degli occhiali, che avrà forti proprietà protettive, chiarezza e rispetto dell'ambiente. Credito:UrFU / Anastasia Farafontova.
Gli scienziati dell'Università federale degli Urali (UrFU) con i colleghi della penisola arabica hanno migliorato le proprietà di radioprotezione del vetro, in particolare dei vetri borato (vetro a base di ossido di boro). Hanno introdotto speciali additivi nella composizione di base del vetro:ossidi di metalli pesanti. Ciò ha aumentato significativamente la densità del materiale senza comprometterne la trasparenza. Una descrizione degli esperimenti e dei risultati dello studio è stata pubblicata sulla rivista Progress in Nuclear Energy .
I vetri di borato sono utilizzati nei rivelatori a scintillazione di radiazioni ionizzanti (dispositivi in fisica nucleare per la registrazione delle radiazioni gamma e lo studio degli spettri di radiazione dei radionuclidi) e per la radioprotezione. I vetri a base di ossido di boro sono un'alternativa ecologica ai vetri con l'aggiunta di piombo. Ma hanno una bassa densità, che è uno dei fattori più importanti che influenzano la qualità della radioprotezione. Gli scienziati hanno aggiunto ossido di cadmio alla composizione del vetro e hanno scoperto che in questo modo la densità dei vetri è aumentata in modo significativo. I nuovi campioni si sono rivelati utilizzabili per camere che proteggono dalle radiazioni gamma.
"La capacità del materiale di schermatura di attenuare il passaggio dei raggi gamma o dei raggi X aumenta con l'aumento della concentrazione di cadmio nella composizione del vetro. I campioni fabbricati hanno mostrato buoni risultati come materiale di schermatura delle radiazioni nelle aree di radiazione gamma a bassa e media energia. Per confermare la validità di i risultati, abbiamo determinato le loro proprietà protettive utilizzando tre metodi, tra cui la ben nota simulazione Monte Carlo:simulazione al computer del trasferimento di vari tipi di radiazioni (neutroni, raggi gamma, elettroni, positroni).I risultati della simulazione hanno mostrato un buon accordo con il dati sperimentali sui coefficienti di attenuazione dei vetri rispetto alla radiazione gamma degli isotopi di cesio-137 e cobalto-60", afferma Oleg Tashlykov, professore associato presso il Dipartimento delle centrali nucleari e delle fonti di energia rinnovabili di UrFU.
Un elevato livello di trasparenza è un prerequisito importante per gli occhiali protettivi, poiché tali occhiali sono utilizzati in una varietà di applicazioni. Dai laboratori di ricerca nucleare alle sale a raggi X degli ospedali, così come nelle cosiddette celle calde dove vengono manipolati a distanza prodotti altamente radioattivi. Devono proteggere le persone dalle radiazioni, consentendo loro di controllare l'attrezzatura necessaria ed eseguire qualsiasi azione a distanza.
Da anni i ricercatori selezionano la composizione ottimale dei vetri senza piombo. I criteri principali sono la compatibilità ambientale e il peso ridotto (minimo piombo), l'elevata protezione dalle radiazioni e la trasparenza. I primi ricercatori hanno dimostrato che la sostituzione parziale del piombo con composti di bismuto porta a un miglioramento significativo delle caratteristiche protettive degli occhiali. Ora gli scienziati stanno testando altre tre versioni di composizioni di vetro con diversi additivi (ossidi di bario, zinco, tungsteno, ecc.). Ciò è necessario per trovare la composizione ottimale del materiale con buone caratteristiche protettive, un elevato livello di trasparenza e una produzione economicamente vantaggiosa. + Esplora ulteriormente
