Wetenschappers van de Ural Federal University (UrFU) hebben samen met collega's van het Arabische schiereiland de stralingsbeschermingseigenschappen van glas verbeterd, met name boraatglas (glas op basis van booroxide). Ze introduceerden speciale additieven in de basissamenstelling van het glas:zware metaaloxiden. Dit verhoogde de dichtheid van het materiaal aanzienlijk zonder de transparantie aan te tasten. Een beschrijving van de experimenten en de resultaten van de studie is gepubliceerd in het tijdschrift Progress in Nuclear Energy .

Boraatglazen worden gebruikt in scintillatiedetectoren van ioniserende straling (apparaten in de kernfysica voor registratie van gammastraling en studie van stralingsspectra van radionucliden) en voor stralingsbescherming. Glazen op basis van booroxide zijn een milieuvriendelijk alternatief voor glazen met toevoeging van lood. Maar ze hebben een lage dichtheid, wat een van de belangrijkste factoren is die de kwaliteit van de stralingsbescherming beïnvloeden. Wetenschappers voegden cadmiumoxide toe aan de samenstelling van glas en ontdekten dat op deze manier de dichtheid van glas aanzienlijk is toegenomen. De nieuwe monsters bleken bruikbaar voor kamers die beschermen tegen gammastraling.

"Het vermogen van het afschermingsmateriaal om passerende gamma- of röntgenstralen te dempen neemt toe met toenemende cadmiumconcentratie in de glassamenstelling. Gefabriceerde monsters lieten goede resultaten zien als stralingsafschermend materiaal op het gebied van gammastraling met lage en gemiddelde energie. Om de validiteit van de resultaten hebben we hun beschermende eigenschappen bepaald met behulp van drie methoden, waaronder de bekende Monte Carlo-simulatie - computersimulatie van de overdracht van verschillende soorten straling (neutronen, gammastralen, elektronen, positronen).De simulatieresultaten toonden een goede overeenstemming met de experimentele gegevens over de verzwakkingscoëfficiënten van glazen met betrekking tot gammastraling van cesium-137- en kobalt-60-isotopen", zegt Oleg Tashlykov, universitair hoofddocent aan de afdeling kerncentrales en hernieuwbare energiebronnen van UrFU.

Een hoge mate van transparantie is een belangrijke voorwaarde voor veiligheidsbrillen, aangezien dergelijke brillen in verschillende toepassingen worden gebruikt. Van nucleaire onderzoekslaboratoria tot de röntgenkamers van ziekenhuizen, maar ook in zogenaamde hete cellen waar hoogradioactieve producten op afstand worden gemanipuleerd. Ze moeten mensen beschermen tegen straling, zodat ze de benodigde apparatuur kunnen bedienen en eventuele acties op afstand kunnen uitvoeren.

Onderzoekers selecteren al jaren de optimale samenstelling van loodvrije glazen. De belangrijkste criteria zijn milieuvriendelijkheid en laag gewicht (minimaal lood), hoge stralingsbescherming en transparantie. Eerdere onderzoekers toonden aan dat gedeeltelijke vervanging van lood door bismutverbindingen leidt tot een significante verbetering van de beschermende eigenschappen van glazen. Nu testen wetenschappers nog drie versies van composities van glas met verschillende additieven (oxiden van barium, zink, wolfraam, enz.). Dit is nodig om de optimale samenstelling van het materiaal te vinden met goede beschermende eigenschappen, een hoge mate van transparantie en een kosteneffectieve productie. + Verder verkennen

Wetenschappers vinden loodvrij composiet afschermingsmateriaal voor neutronen en gammastraling