Kompozytowa pianka blokuje promienie X, gamma i neutronowe

Lekka kompozytowa pianka metalowa blokuje promieniowanie X, gamma, neutronowe oraz absorbuje wysokoenergetyczne cząstki, dowiedli uczeni z North Carolina Stet University. Odkrycie oznacza, że tego typu materiały mogą być w przyszłości użyte jako osłony pojazdów kosmicznych, znajdą zastosowanie w medycynie i wszędzie tam, gdzie używane występuje promieniowanie jonizujące.

Uzyskane wyniki oznaczają, że pojawiła się szansa na wykorzystanie kompozytowej pianki metalowej do opracowania bezpieczniejszych systemów transportu odpadów atomowych, bardziej efektywnych projektów pojazdów kosmicznych i urządzeń atomowych czy też nowych osłon dla tomografów komputerowych - mówi profesor Afsaneh Rabiei z NC State.

Profesor Rabiei opracowała piankę na potrzeby sektora transportowego i militarnego. Chciała jednak sprawdzić, czy chroni ona w jakiś sposób przed różnymi rodzajami promieniowania jonizującego. Wraz z kolegami przeprowadziła serię testów z użyciem promieni X, gamma i promieniowania neutronowego, a następnie porównała uzyskane wyniki z wynikami wspócześnie używanych materiałów osłonowych. Porównywane materiały miały tę samą wagę, ale różniły się objętością.

Testy wykazały, że najlepszą osłonę stanowi pianka nazwana „wysokie-Z stal-stal” (high-Z steel-steel). Wykonano ją głównie ze stali nierdzewnej z niewielkim dodatkiem wolframu. Struktura tej pianki została dobrana tak, by jej gęstość, pomimo zawartości wolframu, nie była większa od gęstości pianki z samej stali. Pianka była testowana z różnymi rodzajami promieniowania gamma, gdyż różne jego źródła emitują promieniowanie o różnej energii. Okazało się, że w blokowaniu wysokoenergetycznego promieniowania gamma pianka była równie skuteczna co współcześnie używane materiały, zaś lepiej od nich sprawowała się w blokowaniu promieniowania o niskiej energii. Pianka lepiej niż inne materiały blokowała promieniowanie neutronowe. Sprawowała się też lepiej niż większość materiałów w blokowaniu promieni X, jednak na tym polu ustępowała ołowiowi. Pracujemy nad taką modyfikacją pianki, by lepiej od ołowiu blokowała promienie X. Zaletą naszej pianki jest fakt, że jest ona nietoksyczna, zatem łatwiej ją produkować i poddawać recyklingowi. Ponadto jej wyjątkowe właściwości mechaniczne i termiczne czyją ją dobrym kandydatem do różnych strukturalnych zastosowań przy promieniowaniu jonizującym - mówi profesor Rabiei.

high-Z steel-steel pianka stal wolfram promieniowanie X gamma promieniowanie neutronowe