Een nieuwe studie van onderzoekers van de North Carolina State University suggereert dat een materiaal bestaande uit een polymeerverbinding ingebed met bismuttrioxidedeeltjes een enorm potentieel heeft om conventionele stralingsafschermende materialen te vervangen. zoals lood.

De bismuttrioxideverbinding is lichtgewicht, effectief in het afschermen tegen ioniserende straling zoals gammastralen, en kan snel worden vervaardigd, waardoor het een veelbelovend materiaal is voor gebruik in toepassingen zoals ruimteverkenning, medische beeldvorming en radiotherapie.

"Traditionele stralingsafschermende materialen, zoals lood, zijn vaak duur, zwaar en giftig voor de menselijke gezondheid en het milieu, " zegt Ge Yang, een assistent-professor nucleaire techniek bij NC State en corresponderende auteur van een paper over het werk. "Deze proof-of-concept-studie toont aan dat een bismuttrioxideverbinding zou kunnen dienen als effectieve stralingsafscherming, terwijl de nadelen van traditionele afschermingsmaterialen worden verzacht."

In de nieuwe studie onderzoekers toonden aan dat ze de verbinding konden maken met behulp van een uithardingsmethode die afhankelijk is van ultraviolet (UV) licht, in plaats van te vertrouwen op tijdrovende hoge-temperatuurtechnieken.

"Met behulp van de UV-uithardingsmethode, we waren in staat om de verbinding in de orde van minuten bij kamertemperatuur te maken - wat potentieel biedt voor de snelle productie van stralingsafschermende materialen, Yang zegt. "Dit is een belangrijk punt omdat thermische polymerisatie, een veelgebruikte methode voor het maken van polymeerverbindingen, is vaak afhankelijk van hoge temperaturen en kan uren of zelfs dagen duren om te voltooien. De UV-uithardingsmethode is zowel sneller als goedkoper."

Met behulp van de UV-uithardingsmethode, de onderzoekers creëerden monsters van de polymeerverbinding die maar liefst 44 gew.% bismuttrioxide bevatten. De onderzoekers testten vervolgens de monsters om de mechanische eigenschappen van het materiaal te bepalen en of het effectief kon beschermen tegen ioniserende straling.

"Dit is fundamenteel werk, ", zegt Yang. "We hebben vastgesteld dat de verbinding effectief is in het afschermen van gammastralen, is lichtgewicht en is sterk. We werken eraan om deze techniek verder te optimaliseren om de beste prestaties uit het materiaal te halen.

"We zijn enthousiast over het vinden van een nieuw stralingsafschermend materiaal dat zo goed werkt, is dit licht, en kan zo snel worden vervaardigd."

De krant, "Gammastraling afschermende eigenschappen van poly (methylmethacrylaat) / Bi2O3-composieten, " is gepubliceerd in het tijdschrift Nucleaire techniek en technologie .