Nyligen har Dr Huo Zhipeng och hans student Lu Yidong från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin skapat en ny typ av kompositmaterial för att skydda mot neutron- och gammastrålning. De använde mikronplatta Sm₂ O₃ , en typ av sällsynt jordartsmetallbaserat fyllmedel, för att förstärka borinnehållande polyeten.

Forskningsresultaten publicerades på Composites Science and Technology .

Strålskydd bygger på tid, avstånd och avskärmning. Högenergetiska neutroner och gammastrålar kan skada vävnader och gener. Blybaserade material används vanligtvis för avskärmning, men de är giftiga. Samarium, ett sällsynt jordartsmetall, är lovande för avskärmning eftersom det absorberar både neutroner och gammastrålar.

Det finns dock ett behov av mer forskning om hur mikrostrukturen hos material påverkar deras skärmningsegenskaper. Att utveckla fyllmedel för sällsynta jordartsmetaller med specifika egenskaper kan leda till bättre neutron-gamma-avskärmande material.

I denna studie, en serie av mikron plattor Sm₂ O₃ fyllmedel med olika specifika ytareor och partikelstorleksfördelningar syntetiserades genom homogen samutfällningsmetod. De fann att justering av syntesprocessen kunde producera fyllmedel med enhetlig storlek och stor yta.

Dessa fyllmedel tillsattes sedan till borinnehållande polyeten för att skapa kompositer. Kompositerna uppvisade förbättrad termisk stabilitet, mekanisk hållfasthet och strålningsskyddande egenskaper jämfört med material utan fyllmedel.

Tester visade att kompositmaterialet kunde blockera 98,7 % av neutronstrålningen från en ²⁵² Cf-källa och 72,1 % av gammastrålningen från en ¹³⁷ Cs källa när materialet var 15 cm tjockt.

Detta arbete ger en ny strategi för utvecklingen av strålskyddsteknik ur ett materialvetenskapligt perspektiv.