Nga phát triển ‘lá chắn’ chống bức xạ hạt nhân từ đất sét và phế liệu thủy tinh

Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí khoa học "Journal of Science: Advanced Materials and Devices", những vật liệu này được tạo ra từ đất sét khoáng và phế thải từ ngành công nghiệp thủy tinh.

Bức xạ hạt nhân chủ yếu tồn tại ở ba dạng hạt alpha (có thể bị chặn bởi một tờ giấy), bức xạ beta (cần kim loại nhẹ hoặc tấm nhựa plexiglass để ngăn chặn) và bức xạ gamma (yêu cầu các vật liệu mật độ cao như chì hoặc vonfram).

Tuy nhiên, theo các nhà khoa học UrFU, vonfram rất đắt còn chì vô cùng độc hại.

Giáo sư Oleg Tashlykov, thuộc Khoa Nhà máy điện hạt nhân và Nguồn năng lượng tái tạo của UrFU, cho biết với số lượng lò phản ứng hạt nhân ngày càng tăng và việc sử dụng vật liệu phóng xạ trong y học ngày càng phổ biến, nhu cầu về các vật liệu ngăn bức xạ an toàn hơn cũng tăng lên.

Các nhà nghiên cứu UrFU, hợp tác cùng nhóm khoa học Iraq, đã tạo ra vật liệu gốm có khả năng chắn bức xạ với cường độ khác nhau. Công thức chế tạo dựa trên phương pháp thử nghiệm quy mô lớn trước đó với khoáng chất tự nhiên từ Ai Cập, Jordan, Việt Nam và một số nước khác.

Ông Karem Mahmoud, nhà nghiên cứu cao cấp tại UrFU, cho biết kết hợp đất sét Iraq với phế thải thủy tinh và một lượng nhỏ axit boric, chúng tôi tạo ra gốm bền, rẻ và có khả năng chặn hiệu quả bức xạ gamma.

“Việc thêm thủy tinh giúp tăng độ cứng của gạch. Phương pháp này còn tận dụng phế thải thủy tinh, biến chúng thành vật liệu xây dựng cho các cơ sở dễ chịu bức xạ hoặc phòng X-quang – hoàn toàn không dùng chì”, ông nói thêm.

Nguyên liệu gồm đất sét, phế thải thủy tinh và axit boric đều phổ biến, và quá trình sản xuất chỉ cần nghiền, nén khoảng 114 MPa và nung ở 550°C.

Mặc dù khả năng chắn bức xạ không cao bằng bê tông oxit nặng, nhưng loại gốm này rất phù hợp cho những nơi cần vật liệu không chứa chì, chắn bức xạ vừa phải, bền cơ học và thân thiện môi trường, theo ông Tashlykov.

Giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu là tối ưu hóa gốm cho từng ứng dụng cụ thể — đạt khả năng chắn bức xạ hiệu quả với trọng lượng và chi phí tối thiểu — đồng thời thử nghiệm trong nhiều điều kiện khác nhau như độ ẩm, chu kỳ nhiệt và phơi nhiễm bức xạ.

Dự án được thực hiện với sự hỗ trợ của Bộ Khoa học và Giáo dục Đại học Nga, nằm trong khuôn khổ sáng kiến “Thập kỷ Khoa học và Công nghệ”.