De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd op Composites Science and Technology .

Stralingsbescherming is afhankelijk van tijd, afstand en afscherming. Hoogenergetische neutronen en gammastraling kunnen weefsels en genen beschadigen. Loodgebaseerde materialen worden vaak gebruikt voor afscherming, maar ze zijn giftig. Samarium, een zeldzaam aardelement, is veelbelovend voor de bescherming omdat het zowel neutronen als gammastraling absorbeert.

Er is echter behoefte aan meer onderzoek naar de manier waarop de microstructuur van materialen hun beschermende eigenschappen beïnvloedt. De ontwikkeling van vulstoffen met zeldzame aardmetalen met specifieke kenmerken zou kunnen leiden tot betere neutronen-gamma-afschermingsmaterialen.

In dit onderzoek een serie micronplaten Sm₂ O₃ vulstoffen met verschillende specifieke oppervlakken en deeltjesgrootteverdelingen werden gesynthetiseerd door middel van een homogene coprecipitatiemethode. Ze ontdekten dat het aanpassen van het syntheseproces vulstoffen met een uniforme grootte en een groot oppervlak kon produceren.

Deze vulstoffen werden vervolgens toegevoegd aan boorhoudend polyethyleen om composieten te creëren. De composieten vertoonden verbeterde thermische stabiliteit, mechanische sterkte en stralingsafschermende eigenschappen vergeleken met materialen zonder de vulstoffen.

Uit tests bleek dat het composietmateriaal 98,7% van de neutronenstraling van een ²⁵² Zie bron en 72,1% van de gammastraling van een ¹³⁷ Cs-bron toen het materiaal 15 cm dik was.

Dit werk biedt een nieuwe strategie voor de ontwikkeling van stralingsbeschermingstechnologie vanuit het perspectief van de materiaalkunde.