Полімерна композиція для захисту від радіоактивного випромінювання

Реферат: Полімерна композиція для захисту від радіоактивного випромінювання, яка складається з високомолекулярного матеріалу та наповнювача. Як наповнювач використовують наночастинки металу, отримані шляхом електричного вибуху провідника в системі. UA 79613 U (12) UA 79613 U UA 79613 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до матеріалів та композицій, призначених для захисту від радіоактивного випромінювання. Протягом останніх десятиліть не вщухають суперечки навколо корисності розвитку атомної енергетики. Особливо гостро вони постали після аварій на Чорнобильській АЕС та японської Фукусіми. Сьогодні створення безпечних реакторів є доступним інженерним завданням, однак не виключена ймовірність виходу радіоактивних речовин за межі реактора. Враховуючи це, а також необхідність проведення робіт з обслуговування реактора, все більш актуальним постає питання створення матеріалів для захисту від радіоактивності. Зараз для захисту від радіаційного випромінювання використовують важкі метали, бетони, а також матеріали на зразок парафіну. При цьому проглядається загальна тенденція: чим більший атомний номер поглинача, тим вище його радіаційна поглинальна здатність [1]. Однак матеріали, які сьогодні використовують для радіаційного захисту, мають ряд суттєвих недоліків, зокрема метали мають значну корозію, пластичність, високу вартість. На відміну від них, високомолекулярні матеріали характеризуються меншою поглинальною здатністю та специфікою поводження в радіаційному полі. При цьому більшість з них відрізняються високою радіаційною стійкістю, можливістю модифікації властивостей. Прототипом даної корисної моделі є стійка до радіації термореактивна композиція, що складається з полімерного матеріалу та наповнювача. [2]. До плюсів даного винаходу можна віднести створення термостійкого полімерного захисту від радіоактивного випромінювання. Недоліком прототипу є те, що в полімерну матрицю, яка слугує основою матеріалу, вводяться частинки речовини, яка екранує радіацію. При цьому розмір частинок досить великий (низькодисперсний наповнювач), що не дозволяє ефективно використовувати поглинаючі та розсіюючі властивості межі поділу фаз полімер-метал. Задачею корисної моделі є створення захисного (екрануючого) матеріалу, який має стійкість відносно ядерного випромінювання, малу густину, зручність для використання в стаціонарних захисних екранах і в засобах індивідуального захисту. Крім того, одна з вирішуваних задач зменшення собівартості матеріалу при високій його ефективності. Поставлена задача вирішується тим, що композиція, для захисту від радіоактивного випромінювання, складається з полімерної матриці та наповнювача, згідно з корисною моделлю, як наповнювач використовують наночастинки металу, отримані шляхом електричного вибуху провідника. Зокрема в полімер, наприклад, порошкоподібний полівінілхлорид (ПВХ), шляхом електричного вибуху вводиться нанодисперсний метал (мідь, ніхром, вольфрам, свинець). ПВХ належить до багатотоннажних промислових гнучколанцюгових полімерів та відрізняється стійкістю до радіаційного випромінювання [3]. Розмір наночастинок металу від 20 до 80 нм. Поглинання радіаційного випромінювання відбувається внаслідок дисипації енергії на межі структуроутворення полімер високодисперсний метал. При цьому енергія радіаційного випромінювання не локалізується на інтер- та інтрамолекулярних зв'язках, а розсіюється внаслідок релаксаційних процесів по всій системі, без пошкодження структури матеріалу. В результаті лабораторних досліджень з'ясовано, що найбільш ефективно поглинання радіаційного випромінювання відбувається при розмірах наповнювача (40-45) нм. На фіг. 1 представлена залежність величини товщини шару повного поглинання (h) композицією ПВХ + 90 90 Сu енергії радіоактивності джерела Sr+ Y, типу BF 90SS-5M [4] від розмірів наповнювача (d) при його концентрації 10 об'ємних відсотків. З даного графіку видно, що відбувається в діапазоні (2080)нм ефективних розмірів частинки наповнювача інтенсивного зростання величини η не спостерігається. На фіг. 2 представлений графік залежності величини товщини повного поглинання композиту (h) від об'ємного вмісту наповнювача () при розмірі наночастинок (45±5) нм та мікрочастинок 14,5 мкм на прикладі наповнення ПВХ міддю; 1 - розмір частинок  14,5 мкм, 2 розмір частинок (455) нам. Встановлено: при однаковій поглинальній здатності матеріалу кількість нанодисперсного металу зменшується в 45 раз при вмісті 0,02-3,00 об. % в порівнянні з низькорозмірним аналогічним металевим наповнювачем. Особливо інтенсивно даний ефект реалізується в області малого (0,010,1)об. % вмісту нанодисперсного металу. Запропонований метод створення композиційних полімерних систем дозволяє отримати захисні матеріали, які мають більшу поглинаючу активність радіаційного поля, стійкі до дії зовнішніх впливів, більш економічно вигідні. Джерела інформації: 1. ГОРОДИНСКИЙ С.М. Средства индивидуальной защиты для работ с радиоактивными веществами. - М: Атомиздат, 1973, гл. 2. 1 UA 79613 U 5 2. Патент на изобретение RU 2187855 7G21F 1/10, 2002.08.20 3. ИВАНОВ B.C. Радиационная химия полимеров. - Ленинград: "Химия", Ленинградское отделение, 1988, - С. 202-206. 4. САТИН В.П., ТЕПЛОВ Ф.П., ЧЕРЕВАТЕНКО Г.А. Радиоактивные источники ионизирующих излучений. - М.: Энергоатомиздат, 1984.-127с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Полімерна композиція для захисту від радіоактивного випромінювання, яка складається з високомолекулярного матеріалу та наповнювача, яка відрізняється тим, що як наповнювач використовують наночастинки металу, отримані шляхом електричного вибуху провідника в системі. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2