En ny studie från forskare vid North Carolina State University tyder på att ett material bestående av en polymerförening inbäddad i vismuttrioxidpartiklar har en enorm potential för att ersätta konventionella strålskyddande material, såsom bly.

Vismuttrioxidföreningen är lätt, effektiv för att skydda mot joniserande strålning såsom gammastrålning, och kan tillverkas snabbt - vilket gör det till ett lovande material för användning i applikationer som rymdutforskning, medicinsk bildbehandling och strålbehandling.

"Traditionella strålskyddande material, som bly, är ofta dyra, tung och giftig för människors hälsa och miljön, "säger Ge Yang, en biträdande professor i kärnteknik vid NC State och motsvarande författare till en uppsats om arbetet. "Denna proof-of-concept-studie visar att en vismuttrioxidförening kan fungera som effektiv strålskärmning, samtidigt som de minskar nackdelarna med traditionella skärmningsmaterial. "

I den nya studien, forskare visade att de kunde skapa föreningen med en härdningsmetod som bygger på ultraviolett (UV) ljus-snarare än att förlita sig på tidskrävande högtemperaturtekniker.

"Med hjälp av UV -härdningsmetoden, vi kunde skapa föreningen i storleksordningen minuter vid rumstemperatur - vilket har potential för snabb tillverkning av strålskyddande material, "Yang säger." Detta är en viktig punkt eftersom termisk polymerisation, en ofta använd metod för framställning av polymerföreningar, är ofta beroende av höga temperaturer och kan ta timmar eller till och med dagar att slutföra. UV -härdningsmetoden är både snabbare och billigare. "

Med UV -härdningsmetoden, forskarna skapade prover av polymerföreningen som innehåller upp till 44 viktprocent vismuttrioxid. Forskarna testade sedan proverna för att bestämma materialets mekaniska egenskaper och om det effektivt skulle kunna skydda mot joniserande strålning.

"Detta är grundläggande arbete, "Säger Yang." Vi har fastställt att föreningen är effektiv för att skydda gammastrålar, är lätt och är stark. Vi arbetar för att ytterligare optimera denna teknik för att få bästa prestanda från materialet.

"Vi är glada över att hitta ett nytt strålskyddande material som fungerar så bra, är detta ljus, och kan tillverkas så snabbt. "

Pappret, "Gamma -strålningsskyddande egenskaper hos poly (metylmetakrylat) / Bi2O3 -kompositer, "publiceras i tidningen Kärnteknik och teknik .