Recentemente, il dottor Huo Zhipeng e il suo studente Lu Yidong dell'Istituto di scienze fisiche di Hefei dell'Accademia cinese delle scienze hanno creato un nuovo tipo di materiale composito per la schermatura contro le radiazioni gamma e neutroniche. Hanno utilizzato la piastra micrometrica Sm2 O3 , un tipo di riempitivo a base di terre rare, per rinforzare il polietilene contenente boro.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Composites Science and Technology .
La protezione dalle radiazioni si basa sul tempo, sulla distanza e sulla schermatura. I neutroni ad alta energia e i raggi gamma possono danneggiare tessuti e geni. I materiali a base di piombo sono comunemente usati per la schermatura, ma sono tossici. Il samario, un elemento delle terre rare, è promettente per la schermatura poiché assorbe sia i neutroni che i raggi gamma.
Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche su come la microstruttura dei materiali influisce sulle loro proprietà schermanti. Lo sviluppo di riempitivi di terre rare con caratteristiche specifiche potrebbe portare a migliori materiali di schermatura gamma-neutroni.
In questo studio, una serie di piastre micron Sm2 O3 riempitivi con diverse aree superficiali specifiche e distribuzioni granulometriche sono stati sintetizzati mediante metodo di coprecipitazione omogenea. Hanno scoperto che la regolazione del processo di sintesi potrebbe produrre riempitivi con dimensioni uniformi e un'area superficiale elevata.
Questi riempitivi sono stati poi aggiunti al polietilene contenente boro per creare compositi. I compositi hanno mostrato migliori proprietà di stabilità termica, resistenza meccanica e schermatura dalle radiazioni rispetto ai materiali senza riempitivi.
I test hanno rivelato che il materiale composito potrebbe bloccare il 98,7% della radiazione di neutroni proveniente da un 252 Cf sorgente e 72,1% di radiazioni gamma da un 137 Sorgente Cs quando il materiale aveva uno spessore di 15 cm.
Questo lavoro fornisce una nuova strategia per lo sviluppo della tecnologia di protezione dalle radiazioni dal punto di vista della scienza dei materiali.
