Этот цемент поможет построить более устойчивые атомные объекты, от крупных электростанций до микрореакторов, малых модульных реакторов и даже медицинских установок для лучевой терапии.
Ученые из Индийского технологического института (IIT) Гувахати разработали метод создания более прочного и долговечного строительного раствора, способного блокировать вредное излучение на ядерных объектах. Раствор, изготовленный путем смешивания различных микрочастиц, служит одновременно и конструктивным элементом, и барьером для защиты от излучения.
Спрос на источники энергии, не выделяющие углерод, вновь вывел на первый план преимущества ядерной энергетики. В отличие от солнечных и ветровых электростанций, атомные электростанции могут включаться по требованию и обеспечивать обильные объемы энергии по низким ценам. Хотя они не выделяют углерод, они производят радиоактивные отходы.
Однако в новых ядерных технологиях, таких как малые модульные реакторы (ММР) и микрореакторы, изучается возможность использования отработанного топлива для обеспечения их работы. Тем не менее, опасения по поводу безопасности атомных электростанций сохраняются.
Хотя аварии с их участием случались редко, это знаменательные события, которые существенно влияют на то, как ядерная энергетика воспринимается широкой общественностью.
Создание радиационно-защитного миномета может помочь развеять опасения по поводу утечек из ядерного объекта.
Радиационно-стойкий раствор
Цементный раствор является ключевым компонентом всех крупных строительных конструкций в наши дни. Поэтому вместо поиска новых материалов для повышения безопасности на атомных электростанциях исследовательская группа под руководством Хришикеша Шармы, профессора кафедры гражданского строительства в Индийском технологическом институте в Гувахати, решила улучшить его прочность и способность к защите от радиации.
Для этого исследователи смешали раствор с четырьмя типами микрочастиц, а именно: оксидом бора, оксидом свинца, оксидом висмута и оксидом вольфрама. Команда добавляла эти микрочастицы в небольших количествах, чтобы проверить их влияние на прочность раствора через 28 дней.
Кроме того, они также изучили способность каждой микрочастицы блокировать радиационные поля, содержащие гамма-лучи и нейтроны. Исследователи обнаружили, что воздействие каждой микрочастицы на строительный раствор было различным.
Чем это поможет?
Улучшая устойчивость бетона к воздействию тепла, нагрузок и излучения, исследователи надеются построить более безопасные и надежные ядерные объекты. Это касается не только атомных электростанций, но и малых модульных реакторов, микрореакторов и медицинских установок для радиационной защиты.
«Безопасность ядерной инфраструктуры в значительной степени зависит от работоспособности защитных материалов в экстремальных механических и радиационных условиях», — пояснил Шарма в пресс-релизе.
«В ходе этого исследования мы продемонстрировали, что тщательно разработанный цементный раствор, модифицированный микрочастицами, может значительно повысить как структурную целостность, так и способность к защите от радиации».
В дальнейшем исследователи планируют масштабировать разработанный цементный раствор до уровня полноценной бетонной смеси, а затем в ближайшем будущем провести структурные испытания железобетона.
Кроме того, исследователи работают над оптимизацией дозировки микрочастиц для достижения большей механической прочности, технологичности и долговечности при сохранении защитных свойств раствора от радиации.
«Наша конечная цель — разработка цементных материалов нового поколения, которые не только выдерживают суровые условия эксплуатации, но и обеспечивают надежную защиту от смешанных радиационных полей», — добавил Шарма в пресс-релизе.
Исследователи ищут партнеров среди агентств по атомной энергии, производителей строительных материалов и компаний, занимающихся развитием атомных электростанций, чтобы продвинуть свои исследования к коммерческому внедрению.
Sourse: interestingengineering.com
