Радіаційно-захисний матеріал і спосіб його одержання

Група винаходів відноситься до ядерної техніки, зокрема, до матеріалів для захисту від іонізуючих випромінювань і технології їхнього виготовлення, і може бути використана в різних галузях медицини і техніки при створенні систем радіаційного захисту. Найбільш ефективний захист від іонізуючих випромінювань здійснюється матеріалами, до складу яких входять елементи з великим атомним номером, тобто важкі елементи. До основних недоліків існуючих матеріалів варто віднести велику вагу захисних об'єктів, виготовлених з цих матеріалів, і значні витрати на їхнє виго товлення. Тому основною задачею при створенні компактного захисту є зниження маси і товщини, використовуваних для цього матеріалів. Однак створення ефективного захисту зі зменшеною товщиною матеріалу веде до зростання його маси через використання відомих метало-властивих наповнювачів. І навпаки, збереження ступеня ослаблення рентген- і гамма-випромінювання при зниженні щільності матеріалу за рахунок зменшення маси зміцнювального наповнювача спричиняє необхідність збільшення товщини захисту. У цьому полягає основне протиріччя при створенні матеріалів, що забезпечують ефективний і компактний захист від радіаційного випромінювання, оскільки одночасного зниження товщини і маси захисного матеріалу практично неможливо досягти при застосуванні відомих метало-властивих наповнювачів. Це протиріччя вимагає компромісного підходу до вибору товщини і маси захисного матеріалу з урахуванням його вартості. Для забезпечення ефективного захисту від іонізуючого випромінювання останнім часом створюються композиційні матеріали, що поєднують позитивні якості двох чи декількох матеріалів чи двох фаз одного матеріалу. У радіаційно-захисному композиційному матеріалі розрізняють матрицю й наповнювачі, що армують. В даний час наука відкриває нові можливості одержання композиційних матеріалів, що задовольняють вимогам гарантованого захисту шля хом створення матеріалів з наповнювачами без вмісту важких елементів. Створені композиції з питомою міцністю і питомим модулем пружності в 2-5 разів більшими, ніж у звичайних конструкційних матеріалах і сплавах. На підставі конструкційних матеріалів створюються радіаційнозахисні матеріали нового класу, засновані на дисперсних системах, що дозволяють зменшити товщину і вагу матеріалу одночасно, підвищити їхні захисні властивості в 2-3 рази за рахунок зниження вагової частки металевого матеріалу і можливості повного його виключення. Виготовлення таких матеріалів базується на наукових відкриттях різного роду ефектів і аномальних явищ в області взаємодії іонізуючих випромінювань з багатокомпонентними полідисперсними середовищами. Відома робота, у якій приведені експериментальні результати, що показують явище аномального поглинання випромінювання при взаємодії рентгенівського випромінювання з ультрадисперсними системами. [Ткаченко В.І. та ін. «Теоретично й експериментально обґрунтовано, що поширення рентгенівського випромінювання в ультрадисперсних середовищах визначається геометрією і складом цих середовищ». Наукові відкриття, М, С-Петербург, 2000 p.]. Установлено, що полідисперсні середовища при забезпеченні визначеної дисперсності часток і їхньої сегрегації шляхом перемішування виявляють здатність аномально сильно послабляти рентгенівське випромінювання, що обумовлено самоорганізацією полідисперсних часток розміром від тисячних часток до сотень мікрометрів в енергетично взаємозалежні рентген-поглинаючі ансамблі. Взаємодія квантів радіаційного випромінювання з мікронеоднорідностями поверхневої і внутрішньої структури часток, що утворюють квазідисперсну систему, приводить до виникнення дифракційних максимумів і мінімумів. Ґрунтуючись на цих дослідженнях для одержання конкретного матеріалу, відповідно до заданих параметрів, необхідно точно визначити вагову частку полідисперсного наповнювача. На підставі цих досліджень і методик з'являється можливість одержувати радіаційно-захисні матеріали в широкому діапазоні енергій і зменшити трудомісткість способу їхнього одержання. Відомий рентген-поглинаючий матеріал [патент РФ №2121177, МПК5 G21F1/10, опубл. 7.10.98], що включає матрицю з зафіксованим рентген-поглинаючим наповнювачем у вигляді дисперсних часток. У якості наповнювача використовують сегреговану шля хом перемішування полідисперсну суміш, що включає частки металу розміром 10-9-10-3м, охоплені об’ємом матриці, виконаної з твердіючого при атмосферному тиску, щонайменше, одного компонента чи композиції на його основі. Загальна маса сегрегованої полідисперсної суміші з часток рентген-поглинаючого наповнювача регламентована співвідношенням: Μ=(0,05-0,5)m, де: m - еквівалентна маса матеріалу рентген-поглинаючого наповнювача, рівна по захисним властивостям загальній масі (М). Основним недоліком є прив'язка маси рентген-поглинаючого наповнювача до еквівалентної маси наповнювача, рівної по захисним властивостям загальній масі, тобто залежної від (М). Це зводить нанівець використання явища аномального ослаблення випромінювання, тому що в результаті змушеного збільшення в матеріалі об'єму метало-властивого наповнювача, що модифікує, відбувається класичне ослаблення випромінювання. Тому до недоліків відноситься те, що заявлений винахід визначає діапазон проведення досліджень для одержання матеріалу, у якому матриця виконана з компонентів, що здобувають робочий стан тільки при нормальних умовах, і не гарантує експресність і імовірність одержання матеріалу за заданим параметром (наприклад, товщина), що забезпечує необхідні фізико-механічні параметри. Найбільш близьким по технічній суті й ефекту, що досягається, є радіаційно-захисний матеріал [патент РФ №2172990, МПК7 G21F1/10, опубл. 27.08.01], що містить матрицю, що охоплює наповнювач у виді полідисперсної суміші, що включає частки, щонайменше, одного компонента, що одержують робочий стан при умовах, що відрізняються від нормальних. Загальна маса суміші з часток наповнювача регламентована співвідношенням: Μ=(0,51-0,99)m, де: m - маса рентген-поглинаючого наповнювача, обрана з необхідних захисних властивостей чистого наповнювача. Авторами відомого винаходу експериментально і розрахунковим шляхом доводиться можливість підвищення точності і експресності визначення змісту рентген-поглинаючого наповнювача в матеріалі за рахунок проведення дослідження у визначеному діапазоні заявленого співвідношення залежностей, у якому знаходиться значення максимального поглинання випромінювання. Визначення загальної маси полідисперсної суміші (М), значення якої регламентовано масою (m) рентген-поглинаючого наповнювача, також, як і попереднього аналога, зводить нанівець застосування ефекту явища аномального поглинання випромінювання за рахунок довільного збільшення товщини зразків по мірі внесення наповнювача. Імовірність і експресність одержання результатів гарантована тільки визначенням границь діапазону, у якому знаходиться значення максимального поглинання випромінювання. Кожен зразок просвічується за відомою методикою і послідовно виявляється близький до заданих параметрів результат. Результати, отримані таким чином, не дають надійної гарантії одержання значення, що відповідає максимальному поглинанню випромінювання. Для кожної концентрації дрібнодисперсного порошку наповнювача чи кожної матриці необхідно провести ідентичні виміри не менш ніж на 50 зразках. Крім того, до недоліків відноситься і те, що діапазон визначено для матриць, виконаних з компонентів, що твердіють в умовах, відмінних від нормальних. Відомий винахід не дозволяє підвищити точність і експресність визначення оптимальної маси наповнювача для одержання захисного матеріалу за заданими параметрами і на необхідну енергію випромінювання. Відомий спосіб одержання рентген-поглинального матеріалу [патент РФ №2121177, МПК5 G21F1/10, опубл. 27.10.98], що включає введення в матрицю рентген-поглинального наповнювача. У якості наповнювача використовують сегреговану шля хом перемішування полідисперсну суміш, що включає частки металу розміром 10-9-10-3м, охоплені обсягом матриці, виконаної з твердіючого при атмосферному тиску, щонайменше, одного компонента чи композиції на його основі. Загальна маса сегрегованої полідисперсної суміші з часток рентген-поглинального наповнювача регламентована співвідношенням: Μ=(0,05-0,5)m, де m - еквівалентна маса матеріалу рентген-поглинального наповнювача, рівна по захисних властивостях загальній масі (М). Цей спосіб забезпечує можливість одержання захисного матеріалу по заданих параметрах, що здобуває робочий стан при нормальних умовах шля хом визначення маси наповнювача з використанням явища аномального поглинання випромінювання методом випадкового влучення на зразок, маса якого буде знаходитися в діапазоні 0,05-0,5 у залежності від еквівалентної маси матеріалу наповнювача, рівної по захисних властивостя х масі (M). Основним недоліком є прив'язка маси рентген-поглинального наповнювача до еквівалентної маси, що залежить від (М), щозводить нанівець використання явища аномального ослаблення випромінювання. У результаті змушеного збільшення в матеріалі обсягу що модифікує метало-властивого наповнювача відбувається прояв класичного ефекту ослаблення випромінювання. Спосіб одержання матеріалу носить наближений характер, тому що вимагає проведення експериментів з великою кількістю зразків, щоб вийти на оптимальну масу наповнювача для заданих параметрів матеріалу. Для одержання якісного матеріалу необхідно сегрегування суміші. Відомий спосіб є неефективним через трудомісткість процесу досліджень і тривалого часу одержання результату. Крім того, до недоліків способу відноситься і те, що він застосовується для одержання матеріалів, що формуються тільки при нормальних умовах, що обмежує область його використання. Відомим способом одержують матеріал, що забезпечує захист від рентгенівського випромінювання, що також обмежує область його застосування. Відомій спосіб одержання рентген-поглинального матеріалу [патент РФ №2172990, МПК7 G21F1/10, опубл. 17.08.01], що містить матрицю, виконану щонайменше з одного чи компонента композиції на його основі, що одержують робочий стан при умовах, що відрізняються від нормальних і, що о хоплює рентгенпоглинальний наповнювач у вигляді сегрегованої полідисперсної суміші, що включає частки щонайменше одного чи металу його хімічної сполуки. Загальну масу (М) сегрегованої полідисперсної суміші з часток рентген-поглинального наповнювача визначають зі співвідношення Μ=(0,51-0,99)m, де: m - маса рентгенпоглинального наповнювача, обрана з умов, необхідних радіаційно-захисних властивостей для чистого рентген-поглинального наповнювача. Авторами відомого винаходу експериментально доведено, що можливо полегшити спосіб одержання матеріалів, що одержують робочий стан при умовах, що відрізняються від нормальних, за рахунок визначення інтервалу залежностей для проведення досліджень на зразках. Відомий спосіб має всі недоліки, названі для попереднього аналога. Однак відомий спосіб придатний тільки для одержання матеріалів, що одержують робочий стан при умовах, що відрізняються від нормальних, що також обмежує область його застосування. При цьому загальну масу полідисперсної суміші (М) одержують у діапазоні 0,51-0,99 від маси рентгенпоглинального наповнювача, обраного з умов захисних властивостей для чистого рентген-поглинального наповнювача. Такий широкий діапазон вказує на необхідність проведення досліджень на великій кількості зразків. Тому відомий процес виявлення оптимального значення наповнювача, що зміцнює, для створюваного матеріалу не поліпшив умови його проведення. Крім того, необхідністю вибору загальної маси наповнювача з умови необхідних захисних властивостей для чистого ренттен-поглинального наповнювача, також підтверджується, що у відомому способі не використовується ефект явища аномального ослаблення випромінювання для одержання більш достовірного значення, хоча на нього посилаються. У відомому способі виявляються класичні умови поглинання випромінювання, властиві чистим металам і результати отримані за рахунок довільного і поступового збільшення метало-властивої суміші в кожному наступному зразку, а пояснення ведуться на базі аномального явища, що не підтверджується експериментальним шляхом. Крім того, для одержання матеріалу, відповідно до винаходу імовірність результатів забезпечується також проведенням досліджень на великій кількості зразків, отриманих з поступовим збільшенням відсоткового вмісту метало-властивої суміші, що модифікує. Кожен зразок просвічують за відомою методикою і послідовно виявляють близький до класичного матеріалу. Результат визначається по свинцевому еквіваленту по ослабленню РИ, генеруємого трубкою рентгенівської установки при напрузі на аноді 80-100кВ [ДСТ 8.010-90 Методики виконання вимірів; ДСТ 8.207-76 Прямі виміри з багаторазовими спостереженнями. Методи обробки результатів спостережень. Основні положення.]. Результат, отриманий таким чином, не гарантує одержання зразка, товщина якого буде відповідати максимальному поглинанню випромінювання. Для кожного складу композиції необхідно провести ідентичні виміри не менш ніж на 50 зразках. На підставі вище перерахованого, одержання рентген-поглинального матеріалу відомим способом і який має склад компонентів, регламентованого відомим співвідношенням, має наступні недоліки: - додавання рентген-поглинального наповнювача в кожний зразок з поступовим збільшенням його кількості не гарантує виключення технологічної помилки, обумовленої експериментами; - виготовлення і проведення досліджень на декількох десятках зразків вимагає додаткових витрат на їхнє виготовлення на час проведення досліджень, що в результаті збільшує вартість отриманого матеріалу і робить трудомістким і дорогим процес його виготовлення, що не виправдовує себе рівнем імовірності. У даному способі виявлення зразка на основі явища аномального ослаблення випромінювання не забезпечується, тому що не виключається можливість пропустити значення максимального поглинання випромінювання; - визначення загальної маси зі співвідношення Μ=(0,51-0,99)m дає широкий діапазон заявлених значень для проведення досліджень, що збільшує час виго товлення матеріалу і знижує імовірність отриманого результату. Таким чином, відомий винахід не дозволяє полегшити процес виготовлення матеріалу, одержуваного при умовах, відмінних від нормальних, з урахуванням усіх впливів (наприклад, температури, тиску і т. д.) при його виготовленні. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є спосіб одержання радіаційнозахисного матеріалу [відкриття авт. Крикун Ю.О., Ткаченко В.І. та ін. «Явище аномальної зміни інтенсивності потоку квантів проникного випромінювання моно- і багатоелементними середовищами. Бюлетень ВАКРФ, 1997p., №5], у якому виготовляють матрицю, що охоплює наповнювач, виконаний у вигляді полідисперсної суміші, що включає частки щонайменше одного компонента, що полягає у формуванні еталонного матеріалу, через який пропускають випромінювання необхідної енергії, побудові залежності масового коефіцієнта ослаблення випромінювання з урахуванням кратності внесень наповнювача і перебуванні положення піка максимального поглинання, аналізуючи який судять про матеріал. Відомий спосіб доводить, що властивості аномального послаблення випромінювання сильніше виявляються в багатоелементних полідисперсних середовищах. Це пояснюється самоорганізацією полідисперсних часток у систему енергетично взаємозалежних ансамблів, а її прояв має місце при перемішуванні полідисперсних середовищ. Тому аномальна зміна величини коефіцієнта ослаблення квантів у залежності від агрегатного стану полідисперсного середовища є доказом існування властивості, звязаної з фізичними аномаліями полідисперсного середовища, і дозволяє шляхом проведення дослідження на апробованій установці одержати значення максимального поглинання минаючого випромінювання і визначення маси полідисперсного наповнювача на еталонному матеріалі. Тому він дозволяє підвищити експресність і за рахунок використання результатів відомого відкриття аномального поглинання випромінювання і застосування апробованої простої методики і пристрою [див. статтю Ткаченко В.І., Крикун Ю.О. та ін. «Проходження рентгенівського випромінювання крізь ультрадисперсні системи», Атомна енергія - т.78, вип.3, березень 1995р., стор.186-194] дозволяє одержати оптимальне значення маси наповнювача по максимальному поглинанню випромінювання. Однак спосіб має наступні недоліки. Визначення маси наповнювача відбувається при зміні товщини досліджуваного зразка (висота шару еталонного матеріалу), що відразу вводить похибку у виміри для регламентованої товщини готового матеріалу і навпаки. Для одержання матеріалу заданою товщиною визначення маси наповнювача обмежено визначенням значення максимального поглинання випромінювання еталонним матеріалом. Таким чином, відомий спосіб також не дозволяє враховувати усіх впливів (наприклад, температури, тиску і т.д.) при виготовлення матеріалу, одержуваного в умовах, відмінних від нормальних. В основу першого з групи винаходів поставлена задача створення радіаційно-захисного матеріалу шляхом визначення оптимального значення маси наповнювача у визначеному діапазоні їхнього співвідношення для композиції, що одержує робочий стан при нормальних умовах, і для композиції, що одержує робочий стан при умовах, відмінних від нормальних. В основу другого з групи винаходів поставлена задача удосконалення способу шляхом можливості створення радіаційно-захисного матеріалу, одержуваного при умовах, відмінних від нормальних, з урахуванням усіх впливів (наприклад, температури, тиску і т.д.), що дозволяє полегшити процес виготовлення матеріалу за рахунок використання явища аномального поглинання випромінювання, і має перевагу над усіма відомими своєю точністю, оперативністю проведення й одержанням достовірних даних. Перша поставлена задача вирішується тим,що радіаційно-захисний матеріал, який містить матрицю, що охоплює наповнювач у вигляді полідисперсної суміші, що включає частки, щонайменше, одного компонента, відповідно до винаходу, маса наповнювача в матеріалі з заданими параметрами відповідає піковим значенням масового коефіцієнта поглинання гамма-випромінювання заданої енергії еталонним матеріалом, попередньо одержуваного для кожного складу, обробленого фізично, чи іншого складу, і регламентована співвідношенням: m=(0,001-0,34)М, де: Μ - загальна маса матеріалу з заданими параметрами; m - маса полідисперсної суміші, що включає частки, щонайменше, одного компонента. Те, що маса полідисперсного наповнювача в матеріалі з заданими параметрами, наприклад, товщини, відповідає значенню мінімального проходження випромінювання еталонним матеріалом і регламентована приведеними вище співвідношенням, у якому приведена залежність загальної маси матеріалу з заданими параметрами від маси, внесеної в цей матеріал полідисперсної суміші, що включає частки, щонайменше, одного компонента, дозволить з великою імовірністю визначати співвідношення компонентів і їхню кількість у необмеженому спектрі енергій у створюваному радіаційно-захисному матеріалі. Ефективне використання явища аномального поглинання випромінювання полідисперсними середовищами дозволяє підвищити імовірність і точність визначення маси наповнювача на підставі максимального значення поглинання випромінювання, як для матеріалів, у яких матриці, здобувають робочий стан при нормальних умовах, так і для матеріалів, у яких матриці здобувають робочий стан при умовах, відмінних від нормальних в одній області, що регламентується заявленим співвідношенням. За рахунок визначення оптимального значення маси наповнювача в заданому матеріалі знижується витрата початкових матеріалів і, відповідно, забезпечується зменшення товщини матеріалу. Друга поставлена задача вирішується тим, що спосіб одержання радіаційно-захисного матеріалу, у якому виготовляють матрицю, що охоплює наповнювач, виконаний у вигляді полідисперсної суміші, що включає частки, щонайменше, одного компонента, що полягає у формуванні еталонного матеріалу, через який пропускають випромінювання необхідної енергії, побудові залежності масового коефіцієнта ослаблення випромінювання з урахуванням кратності внесень наповнювача, перебуванні положення піка максимального поглинання, аналізуючи який судять про матеріал, відповідно до винаходу, еталонний матеріал обробляють фізично, пропускають через нього випромінювання тієї ж енергії і будують для нього криву тих же залежностей, фіксують значення збігу піків першої кривої з западинами другої, виявляють максимальне їхнє значення, що збігається для обох кривих, обмежене максимальною масою наповнювача, що складає приблизно 0,34 від маси матеріалу, визначають коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання, а потім розраховують масу наповнювача по формулі: m=Ν·К/n, де: m - маса наповнювача у вигляді полідисперсної суміші, що включає частки, щонайменше, одного компонента; N - значення вмісту максимальної маси наповнювача від маси матеріалу; К - коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання дорівнює відношенню масового коефіцієнта ослаблення випромінювання для матеріалу, що здобуває робочий стан при нормальних умовах, до масового коефіцієнту ослаблення для матеріалу, обробленого фізично (mнорм /mоброб ); n - значення кратності внесення наповнювача. Спосіб одержання радіаційно-захисного матеріалу, відповідно до винаходу, відрізняється простотою, не вимагає значних матеріальних витрат. Крім цього, спосіб є універсальним, тому що представляється можливість для розробки матеріалів, у яких матриця виконана з компонентів, що отверджуються при нормальних умовах, а також при умовах, що відрізняються від нормальних (наприклад, гуми, термопластичні полімери, емалі й ін.) і згідно з заданими параметрами одержувати результат з більшою імовірністю, у результаті виго товляти матеріали стосовно до конкретних умов їхнього використання. Для створення кожного радіаційно-захисного матеріалу, відповідно до винаходу, що заявляється, виключається необхідність виготовлення великої кількості досліджуваних зразків, за рахунок чого знижується трудомісткість процесу і вартість одержуваного матеріалу. На Фіг. показані криві залежності масового коефіцієнта ослаблення від змісту полідисперсного наповнювача в еталонному матеріалі. Перша (1) для матеріалу, що здобуває робочий стан при нормальних умовах (наприклад, гума, що стверджується при атмосферному тиску), др уга (2) - таж залежність для матеріалу, що здобуває робочий стан при умовах, відмінних від нормальних (наприклад, при впливі на гуму тиском). Спосіб одержання радіаційно-захисного матеріалу полягає у виготовленні еталонного матеріалу відповідно до апробованої методики і на відомій установці [див. статтю Ткаченко В.І., Кикун Ю.О. та ін. «Проходження рентгенівського випромінювання крізь ультрадисперсні системи», Атомна енергія - т.78, вип.3, березень 1995р., стор.186-194]. Установка включає системи джерела і детектора. Система джерела складається з джерела випромінювання гамма-квантів, розміщеного в захисному контейнері з коліматором, вісь якого спрямована по вертикалі і збігається з віссю отвору в металевій підставці. Система детектора включає сцинтиляційний детектор із кристалом Na, установленим напроти отвору з протилежної сторони підставки. По відношенню потоків випромінювань, що проходять через еталонний матеріал, визначається значення останнього дифракційного максимуму в одиничний інтервал часу. Для створення захисного матеріалу, що одержує робочий стан у нормальних умовах, необхідно в першу чергу підібрати матрицю і склад полідисперсного наповнювача відповідно до заданих параметрів матеріалу (наприклад, гуми) й умов його експлуатації. Спочатку наповнювач вноситься в зразок за масою з максимальним заданим значенням поглинання. Після цього при кожному внесенні зменшується кількість наповнювача. Кратність внесень наповнювача реєструється. Після кожного внесення наповнювача після перемішування отримується суміш зразка еталонного матеріалу. Після кожного внесення наповнювача еталонний матеріал просвічується, реєструються залежності максимального поглинання випромінювання і будується крива 1 залежності з урахуванням кратності внесення наповнювача (див. Фіг.). Пропонований спосіб дозволяє підвищити точність визначення частки полідисперсного наповнювача, тому що для заданої товщини матеріалу визначається пікове значення, що відповідає максимальному поглинанню випромінювання, регламентоване заявленим співвідношенням. Таким чином, визначається оптимальна маса полідисперсного наповнювача для матеріалу, що здобуває робочий стан у нормальних умовах. Для визначення складу матеріалу, що одержує робочий стан в умовах, відмінних від нормальних, змінюють стан матеріалу шляхом його ущільнення. Для цього матеріал (гуму) у кюветі за допомогою пуансона діаметром 28мм стискали зусиллям 25Н. У результаті ущільнення висота матеріалу в кюветі з 50мм зменшиться до 28мм. При впливі проникаючого випромінювання заданої енергії на ущільнений матеріал величина коефіцієнта ослаблення зменшилася в 1,8 разів. Потім шляхом просвічування матеріалу заданим рівнем енергії реєструють результати і будують криву залежності масового коефіцієнта ослаблення від змісту полідисперсного наповнювача 2 (див. Фіг.), на якій видно, що ослаблення інтенсивності радіаційного випромінювання носить диференційований характер спектра аномальних відхилень і являє собою хвилеподібну лінію, що включає область піків і западин. Дані показують, що перший пік отриманий для матеріалу з масою внесеного наповнювача, що складає 34% від загальної маси матеріалу. При цих значеннях частки наповнювача від ваги матеріалу одержують максимальне пікове значення масового коефіцієнта ослаблення (m). На кривій у виявленій області мається кілька піків і западин. Проекція максимальної точки піка m на вісь абсцис є шуканою величиною, що відповідає процентному вмісту наповнювача в матеріалі. Кожній максимальній точці піка відповідає приблизно однакове значення масового коефіцієнта ослаблення випромінювання mнорм для досліджуваного складу компонентів, обмеженою областю кожного пікового значення. Значення mнорм цих піків відповідають відповідно значенням 0,34 внесеного наповнювача від маси матеріалу 0,128, 0,082 і т. д. Експерименти проводилися з матрицями з різних матеріалів (наприклад, гуми, термопластичних полімерів, емалі й ін.) і для всіх матеріалів отримана однакова область піків значень, що змінюються, до значення частки полідисперсного наповнювача, що дає максимальний сплеск при граничному його значенні при внесенні 0, 34 наповнювача від загальної маси матеріалу. На базі отриманих результатів з'являється можливість за заданим параметром, наприклад, товщиною матеріалу, визначити відсотковий вміст маси наповнювача для одержання композиційного матеріалу, що забезпечує максимальне поглинання, регламентоване заданою товщиною матеріалу. Для одержання матеріалу, який твердіє при умовах, що відрізняються від нормальних (під впливом тиску, температури і т.д.), відповідно заданій технології, фіксують значення збігу піків першого графіка з западинами другого, і на підставі максимального піка визначають коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання, що дорівнює відношенню масового коефіцієнта ослаблення випромінювання для матеріалу, що одержує робочий стан при нормальних умовах до масового коефіцієнта ослаблення для матеріалу обробленого фізично (mнорм /mоброб ), а фіксовані значення кратності внесення полідисперсного наповнювача n=1, 2, 3, 4 і т.п. (при заданій висоті шару гуми) відповідають товщині матеріалу. Знаючи коефіцієнт взаємної кореляції розподілу випромінювання; отриманий для пікових значень еталонного матеріалу, з'являється можливість підвищити імовірність визначення маси наповнювача в матеріалі з корегуванням її з урахуванням усіх впливів (наприклад, тепла, тиску і т.д.), фізично обробленого матеріалу, і на підставі отриманого значення можна точно визначити процентний вміст і співвідношення компонентів у складі заданого матеріалу для заданої енергії і товщини матеріалу. Для виготовлення матеріалу іншої товщини масу наповнювача визначають по приведеній формулі, підставивши в неї отримані значення. Відомий спосіб відрізняється тим, що з'являється можливість одержувати необхідний захисний матеріал, відповідно до заданих параметрів, наприклад, товщини, досліджуючи вже отримані криві для заданого складу. Для іншого складу й інши х умов його експлуатації на відомій установці проводять дослідження для обраного складу компонентів і будують відповідні криві. Дані можуть оброблятися на ЕОМ. Відомий спосіб дозволяє одержувати композиційні матеріали на основі полімерних матриць, посилених полідисперсними системами, і підтверджує явище аномального поглинання випромінювань. Прикладом технічної реалізації способу можуть служити експерименти, що підтверджують результати, отримані відповідно до використання винаходу. Визначення масового коефіцієнта ослаблення гамма-випромінювання на зразках гумового матеріалу при енергії випромінювання 1210КеВ. Виміри виконані в лабораторії радіаційних досліджень при використанні 60Со з набору ОСГІ №248, серія ЯРБ-20 №000011 від 26.11.1999р. Як вимірювальна техніка використовувалися наступні засоби: перевірочна установка «Еталон - 1М», спектрометр гамма-випромінювання, що складає з багатоканального аналізатора АІ-1024-95-17, блоку детектування ДГДК-50 Б3, предпідсилювача БлБУСі-57 і ПЕОМ із програмним забезпеченням «Balti Spectr 3». Використовувалася методика вимірів і обробки результатів з метою визначення в зразку гум (сирої і обробленої) коефіцієнта масового ослаблення (m) у залежності від відсоткового вмісту наповнювача. Виміри виконані в колімірованому пучку гамма-квантів на перевірочній установці «Еталон - 1М» з використанням джерела 60Со №074 з потужністю дози на відстані 1м, рівної 13,2 мілірентген/година. Обробка результатів вимірів виконана відповідно до ОСТ 95.925-82. 1. Через те, що ефекти аномального поглинання виявляються в технолопчних межах, що відповідають малому значенню відсоткового вмісту наповнювача у визначеному об'ємі і для того, щоб визначити перший пік, робимо послідовні виміри з набором зразків, що містять 80% внесеного наповнювача в загальній масі матеріалу з послідовним зменшенням відсоткового вмісту. Виго товляються зразки у виді сирої гуми на основі синтетичного каучуку з розмірами 6x6x0,32см із уведенням полідисперсного наповнювача МСВ-1 (ТУ У 24.6-20255452-009-2002). Отримані зразки були піддані тестуванню зі зменшенням послідовного процентного вмісту наповнювача при енергії опромінення 1210КеВ. При значенні маси наповнювача, що складає 34% від маси матеріалу, ми одержуємо викид у виді піка масового коефіцієнту mмас(с)=0,027см 2/м. Хоча до цього значення складало менше - mмас(с=0,022-0,023см 2/м. При значенні 28% змісту наповнювача в зразку одержуємо зменшення mмас(с)=0,01см 2/м. Подальше використання зразків неефективно через періодичність отриманих значень. 2. Отримані зразки формують у каландрі і поміщають в автоклав, де здійснюється вулканізація зразка з гуми в атмосфері гарячого повітря по ТУ 38-1054-72. Зразки піддають тестуванню за методикою, зазначеною вище. При значенні 34% від маси наповнювача одержуємо значення зниження mмас(норм)=0,034см 2/м, при зменшенні відсоткового вмісту наповнювача в складі матеріалу від 80% mмас(обр)=0,042см 2/м. Примітно, що отримані значення протилежної значимості знаходяться на одному значенні змісту 34% наповнювача в зразку. При значенні 28% змісту наповнювача в складі матеріалу в зразку одержуємо збільшення mмас(обр)=0,06см 2/м. Подальше використання зразків неефективно через періодичність одержання значень. З отриманих результатів за аномальним значенням маємо граничне значення дії аномалії з визначеною періодичністю до останнього пікового значення, що відповідає вмісту приблизно 34% наповнювача в композиції матеріалу. Для кожного пікового значення можна визначити коефіцієнт кореляції, за допомогою якого з'являється можливість відразу визначати зацікавлену область піка, що відповідає заданим параметрам, створюваного матеріалу для будь-якої межі енергій. Дані експериментальних досліджень на зразках підтверджують отримані результати на еталонному матеріалі і розрахунковим шляхом. На підставі цього немає необхідності робити дослідження на великій кількості зразків. Досить виявити область відповідного піка і, підставивши відповідні значення у формулу, визначити процентний вміст частки наповнювача в заданому матеріалі і перевірити на одному зразку для підтвердження, отриманого аналітичним шляхом, даного значення наповнювача, внесення процентного вмісту якого відповідає товщині матеріалу, що забезпечує максимальне поглинання випромінювання. Реалізацією групи винаходів забезпечується зменшення ваги виробу й ощадлива витрата сировини за рахунок можливості визначення оптимальної маси полідисперсного наповнювача в створюваному матеріалі і, відповідно, знижується витрата вихідної сировини. Спосіб, що заявляється, дозволяє реалізувати основне протиріччя між товщиною і масою матеріалу при одночасному їхньому зменшенні для одержанні радіаційно-захисного матеріалу з високими фізико-механічними характеристиками. Використання цього способу дозволяє ефективно використовувати наукові й експериментальні досягнення наукових відкриттів і розширити використання їх для одержання радіаційно-захисних матеріалів, що здобувають робочий стан при умовах відмінних від нормальних. Дана група винаходів дозволяє з повною гарантією мати дані складу компонентів для заданих умов експлуатації матеріалу, що раніше було неможливе. Особливо важко визначати масу наповнювача у вигляді багатоелементної полідисперсної суміші. Одержання радіаційно-захисних матеріалів по заданих параметрах і умовах експлуатації досягаються за рахунок використання відкриттів аномального поглинання випромінювання при: - зменшенні витрат на експериментальні дослідження; - зменшенні трудомісткості процесу одержання матеріалу; - забезпеченні універсальності способу; - скороченні об'єму використання сировини; - забезпеченні екологічних вимог до технологій.