Ученые разработали строительные материалы, защищающие от радиации

11:33, 18 мая 2021

В глиняные кирпичи добавляют отходы уральской промышленности

Олег Ташлыков с образцами защитных кирпичей. Фото: Анастасия Фарафонтова.

Ученые Уральского федерального университета создали образцы глиняных кирпичей, которые способны максимально ослаблять ионизирующее излучение — до уровня, безопасного для человеческого организма. Статья с описанием технологии опубликована в журнале Applied Radiation and Isotopes.

«Кирпичи легированы тяжелыми металлами — отходами металлургических предприятий Урала. Эти вещества обладают выраженными радиационно-защитными свойствами. Таким образом, мы решаем сразу две задачи. Во-первых, добавляя измельченные поглотители ионизирующего излучения в матрицу, в данном случае из глины, мы получаем строительные материалы с заданными защитными свойствами. Во-вторых, таким образом находим способ утилизации промышленных отходов», — поясняет научный руководитель проекта, доцент кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Олег Ташлыков.

Конечная цель ученых — разработать широкую линейку материалов на основе не только глины, но и цементных растворов или бетона, искусственных полимеров с разным химическим составом и концентрацией поглощающих веществ. Другими словами — с заданными защитными свойствами, которые отвечают конкретным условиям (изотопному составу радиоактивных загрязнений, видам излучения и т. д.) на АЭС, в хранилищах радиоактивных отходов, а также в медицинских учреждениях, где диагностика и лечение ведутся с помощью рентгеновских установок и облучающих устройств.

«Известно, что наиболее надежной защитой от гамма- или рентгеновского излучения является вольфрам, однако он очень дорог. Свинец дешевле, но токсичен. И, кроме того, пластичен и в вертикальном положении может сползать под собственной тяжестью, образуя отверстия в системе радиационной защиты и снижая ее устойчивость. Наши материалы оптимальны с точки зрения эффективности радиационной защиты и простоты изготовления, прочности, долговечности, стоимости. Последний фактор немаловажен, так как на сегодня вклад биологической защиты в стоимость объектов атомной энергетики достигает 20–30%», — объясняет Олег Ташлыков.

Уникальность свойств создаваемых образцов обеспечивается тем, что ученые УрФУ применяют высокоточные расчетные коды и используют для своих экспериментальных исследований реакторную установку Института реакторных материалов государственной корпорации «Росатом» (Заречный, Свердловская область), а также производственные технологии Завода герметизирующих материалов (г. Дзержинск, Нижегородская область).

Продукты совместной деятельности вызывают большой интерес у отечественных и зарубежных предприятий атомной промышленности. В планах — дальнейшее исследование механических и радиационно-защитных параметров различных природных веществ, в том числе распространенных в странах-партнерах «Росатома» (Турция, Египет, Бангладеш), где с участием российских специалистов возводятся атомные электростанции. Закономерно, что значительный вклад в исследование внес аспирант кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Махмуд Карем (Египет). Исследовательский коллектив рассчитывает на внимание и поддержку организаций-грантодателей.