Спосіб одержання композиційного матеріалу для захисту від радіаційного випромінювання

Винахід відноситься до ядерної техніки, зокрема до способів виготовлення композиційних матеріалів для захисту від радіаційного випромінювання, до складу яких входять дисперсні наповнювачі, і призначено для використання в різних галузях народного господарства для виготовлення систем захисту від рентген-, гамма- і нейтронного випромінювання. Основною задачею при конструюванні захисту від рентген-, гамма- і нейтронного випромінювання можна вважати зниження товщини і маси, розроблювальних радіаційно-захисних матеріалів. Однак, створення певного ступеня захисту зі зменшеною товщиною приводить до зростання маси матеріалу через використання відомих металовмісних наповнювачів, що включають елементи важких металів. І, навпаки, збереження ступеня захисту при зниженні маси (щільності) матеріалу спричиняє необхідність збільшення його товщини. У цьому полягає основне протиріччя при створенні ефективного компактного захисту, оскільки одночасного зниження товщини і маси радіаційно-захисного матеріалу практично неможливо досягти з застосуванням відомих наповнювачів. Це протиріччя в даний час вирішується шляхом компромісного підходу до вибору товщини і маси захисного матеріалу з урахуванням його вартості. У якості наповнювачів для одержання радіаційно-захисного матеріалу використовуються порошкові наповнювачі, які вводять у матрицю матеріалів (наприклад, пластичних мас, гум, клеїв, герметиків, лакофарбових матеріалів) з метою забезпечення захисних властивостей, модифікації експлуатаційних властивостей, полегшення переробки, а також зниження їхньої вартості. Порошковий наповнювач утворює дисперсну систему, що включає частинки певного розміру, характер взаємодії їх між собою визначає щільність упакування в наповненій композиції, оскільки при саме цих умовах досягаються найкращі показники по захисним властивостям матеріалу. Відомий спосіб виготовлення композиційного матеріалу для радіаційного захисту [з. РФ №2001119709, МПК7 G21F1/10, опубл. 20.02.02], що включає операцію по введенню в армуючі матриці дисперсного наповнювача. У якості наповнювача використовують механоактивованый високодисперсний залізовмісний гематитовий концентрат з розміром частинок до 5мкм, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній металевий -20-60, гематитовий концентрат-40-80. Відомий спосіб дозволяє виготовити конкретний матеріал, наповнений високодисперсним залізовмісним гематитовим концентратом з розміром частинок до 5мкм, процес механоактивування якого дозволяє збільшити ступінь граничного упакування частинок у наповненій композиції. За рахунок цього можливо зменшити тільки товщин у матеріалу. Однак застосування дрібнодисперсних порошків у відомому способі виготовлення матеріалу не дозволяє вирішити основне протиріччя між товщиною і масою матеріалу. Крім того, виготовляють матеріал для заданих умов його експлуатації шляхом підбора процентного вмісту компонентів експериментальним шляхом. І тому відомий спосіб дозволяє готува ти пропонований матеріал тільки з заявлених компонентів і в заявленому їхньому процентному співвідношенні. І цей матеріал створений для конкретних умов його експлуатації. Найбільш близьким по технічній суті й ефектові, що досягається, є спосіб одержання рентгенопоглинаючого матеріалу [патент РФ №2121177, МПК5 G21F1/10, опубл. 27.10.98], що передбачає введенні в армуючу матрицю дисперсного наповнювача. 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 отверджуємого при атмосферному тиску, щонайменше, одного компонента або композиції на його основі. Загальна маса сегрегованої полідисперсної суміші з частинок рентгенопоглинаючого наповнювача регламентована співвідношенням: Μ=(0,05-0,5)m, де m-маса рентгенопоглинаючого наповнювача, з матеріалу, обраного за еквівалент, рівна по захисним властивостям загальній масі наповнювача. Відомий спосіб дозволяє по заданим параметрах, наприклад, по товщині матеріалу і кратності поглинання випромінювання, підбирати матрицю і масу наповнювача й одержувати матеріал для визначених умов експлуатації. Цей спосіб забезпечує можливість одержання захисного матеріалу визначеної товщини, що здобуває робочий стан при нормальних умовах. Для цього визначають масу наповнювача в процесі дослідження зразків з поступовим збільшенням маси наповнювача в кожному наступному зразку. Метод полягає у випадковому влученні на зразок, маса якого, буде знаходитися в діапазоні від 0,05-0,5 маси наповнювача за рахунок максимального упакування частинок і порівнюється з масою такого ж зразка, прийнятого за еквівалент, при цьому виявляється зразок з меншою товщиною. Основним недоліком є прив'язка маси дисперсного наповнювача до маси наповнювача, прийнятого за еквівалент, що зводить нанівець використання явища аномального ослаблення випромінювання. У результаті змушеного збільшення в матеріалі об'єму металовмісного наповнювача відбувається прояв класичного ефекту ослаблення випромінювання, відповідно до закону Бугера. Спосіб одержання матеріалу носить наближений характер, тому що вимагає проведення експериментів з великим числом зразків, щоб вийти на оптимальну масу наповнювача для заданої товщини матеріалу. У процесі виготовлення матеріалу роблять перемішування полідисперсної суміші шляхом сегрегування. У результаті процесу перемішування відбувається збільшення ступеня упакування частинок у наповненій композиції. Однак за рахунок цього можливо зменшити тільки товщину матеріалу. Процес перемішування компонентів прискорює конвекційну дифузію, але не впливає на швидкість молекулярної дифузії і приводить до зменшення рушійної сили цього процесу. Крім того, відомо, що неможливо підібрати, як монодисперсну, так і полідисперсну систему, що затверджують автори в статті [Giese R. Η., Weiss К., Zerull R. Η., Οηο Τ. Large Fluffy Particles: «A Possible Explanation of the Optical Properties of Interplanetary Dust». Astronomy and Astrophysics, 1978, v. 65, p.265272]. Дослідження показали, що полідисперсні структури переходять у звичайні, характерні для макрозразків ОЦК-структури, особливо для структур невеликої товщини, наприклад, плівок при нагріванні до тієї або іншої температури, також у структура х загартування або в кінетичних стр уктура х. Тому збільшення розміру зразків супроводжувалося фазовим переходом, що приводить до виникнення звичайних структур і який названо "розмірним фазовим переходом" (фазовим переходом, обумовленим зміною геометричних розмірів зразка, наприклад, його висоти (товщини)). Відомий спосіб є неефективним через трудомісткість процесу досліджень і тривалий час 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 матеріали для захисту від рентгенівського випромінювання, що також обмежує область його застосування. В основу винаходу поставлена задача створення способу підбора компонентів для одержання захисних матеріалів для ослаблення радіаційного випромінювання у всіх енергетичних рівнях за рахунок модифікації наповнювача шляхом введення в матрицю визначеної кількості, яка забезпечує отриманому матеріалові товщин у, що аномально поглинає випромінювання, що дозволяє вирішити основне протиріччя-зменшити трудомісткість підбора компонентів у композиції і розширити область застосування способу як єдину методику одержання радіаційно-захисних композиційних матеріалів. Поставлена задача вирішується таким чином, що спосіб одержання композиційного матеріалу для захисту від радіаційного випромінювання, що передбачає введення в армуючу матрицю дисперсного наповнювача, відповідно до винаходу, дисперсний наповнювач складають у вигляді багатокомпонентної суміші, що включає ультрадисперсні частиной середнім розміром 0,1мкм, з питомою поверхнею від 0,3м 2/м до 2000м 2/г і в кількості приблизно до 1,5% від об'ємної маси суміші, взаємодіють технологічними параметрами, наприклад, тиском, температурою та іншими для екстрагування кількості ультрадисперсних частинок, достатнього для утворення метастабільної дисперсної системи, що аномально поглинає випромінювання, при цьому визначають об'ємну масу, обробленої суміші, необхідну для збереження стійкості дисперсної системи при взаємодії її з матрицею. Для визначення об'ємної маси суміші для заданої товщини матеріалу попередньо формують еталонний матеріал у циліндричній ємності, через яку пропускають випромінювання заданої енергії, фіксують значення дифракційного максимуму проходження випромінювання, визначають висоту шару еталонного матеріалу, що аномально поглинає випромінювання, і потім визначають масу суміші по формулі: Μ=K*m, Нпогл=K* *Hпрох, де: K=In (f npox/fпогл)-1; Μ - маса суміші в матеріалі з заданими параметрами (г); К - коефіцієнт співвідношення маси дисперсної суміші в матеріалі до маси суміші в еталонному матеріалі; m - маса суміші в еталонному матеріалі (г); fпpox - коефіцієнт значення дифракційного максимуму проходження випромінювання в еталонному матеріалі; fпогл - коефіцієнт максимального поглинання для заданої товщини матеріалу; Нпогл - товщина матеріалу при заданому fпогл (см); Hпрох - висота шару е талонного матеріалу при значенні дифракційного максимуму проходження випромінювання (см). У якості армуючої матриці використовують органічний полімер, відібраний із групи, що складає з каучуку, силоксанів, силанолів, еластомерів вінілу і полімерів фторзаміщеного вуглеводню для забезпечення гнучкої матриці. У якості наповнювача використовують пористі і тонко здрібнені порошки базальту, гіпсу, силікату. У якості ультрадисперсних частинок використовують чисті метали, неметалічні порошкові суміші, інтерметаличні з'єднання, окислів, карбідів, нітридів, боридів, гідридів. Суміш ультрадисперсних частинок середнім розміром 0,1мкм, з питомою поверхнею від 0,3м 2/м до 2000м 2/м є тим критичним розміром, починаючи з якого може початися ріст, обумовлений коалесценцією. У заявлений інтервал входить розмір частинок, від яких залежить одержання метастабільної структури дисперсної системи. По мірі зменшення розміру частинок збільшується частка високотемпературних фаз у її складі й утворення метастабільної дисперсної системи. Порушення рівноваги, що приводить до множинного утворення зародків, відбувається в результаті впливу технологічними параметрами, наприклад тиском, температурою та іншими. Складання наповнювача у вигляді багатокомпонентної суміші, що включає УДЧ середнім розміром 0,1мкм і питомою поверхнею від 0,3м 2/г до 2000м 2/г дозволяє спростити метод визначення швидкості утворення метастабільної системи. Метод заснований на розходженні складів твердої фази і володіє наступними перевагами: має низькі робочі температури, мали енергетичні витрати, більш високу ефективність. Система рівнянь, отриманих у результаті застосування закону діючих мас до елементарних фаз, зводитися до системи алгебраїчних рівнянь. При змісті ультрадисперсних частинок (УДЧ) визначеної кількості (у залежності від заданої товщини) у межі до 1,5% від загальної маси наповнювача спостерігається значне порушення експонентного характеру ослаблення інтенсивності пучка квантів радіаційного випромінювання при проходженні його через наповнювач. При цьому виникає дифракційний максимум. Багато характеристик ультрадисперсних середовищ визначаються властивостями окремих малих частинок і їхніх ансамблів. Коли розмір частинок стає порівнянним з характерним кореляційним масштабом того або іншого фізичного процесу, у ци х системах реалізуються різноманітні ефекти у вигляді аномалій. Аномальний ефект можна забезпечити за рахунок одержання метастабільної системи шляхом вузького розподілу частинок по розмірах у процесі їхнього екстрагування з порошкової багатокомпонентної суміші. Витяг одного або декількох компонентів під впливом технологічних параметрів дозволяє керувати процесом шляхом регулювання швидкістю екстрагування ультрадисперсних частинок з багатокомпонентної суміші й утворення метастабільної дисперсної системи. Рівень захисних властивостей визначається поверхневими явищами, внаслідок утворення подвійного електричного шару й, обумовлених їм, електрокінетичних явищ, а також контактними взаємодіями частинок. Поверхня частинок обумовлює молекулярно-кінетичні властивості, що забезпечують високу поверхневу активність [Морохов И. Д., Трусов Л. И., Лаповок В. Н. «Фізичні явища в ультрадисперсних середовищах». М. Энергоатомиз-дат, 1984p.-стор.20-28]. Кількість ультрадисперсних частинок, що не перевищує 1,5 %, сприяє утворенню структурної стабілізації, що відбувається в результаті зчеплення частинок у дисперсну систему з утворенням структурного каркаса матеріалу. При вмісті ультрадисперсних частинок у дисперсній системі більш 1,5% ослаблення випромінювання по експоненті, відповідно до закону Бугера. Відома робота, у якій приведені експериментальні результати, що підтверджують прояв ефекту аномального поглинання випромінювання при взаємодії рентгенівського випромінювання з ультрадисперсними металовмісними середовищами [Ткаченко В. І., Юпенков В. Α., Крикун Ю. О., Рябовол А.Α., Артем'єв В. А. «Закономірність взаємодії рентгенівського випромінювання із середовищами, що містять ультрадисперсні частки». Російська академія природних наук. Наукові відкриття. Збірник коротких описів наукових відкриттів - 1998p., Москва]. Описано результати експериментів, проведених на різних твердотілих зразках, гумоподібних, текстильних, плівкових, латексних і інших матеріалах, що підтверджують вплив УДЧ, що є присутніми у зразках, на закономірності умов появи ефекту аномальної зміни інтенсивності випромінювання. Установлено, що дисперсні середовища, що включають частки визначеного розміру одного або декількох компонентів виявляють здатність аномально сильно послабляти рентгенівське випромінювання. Прояв названого ефекту в багатоелементних середовищах підтверджується шляхом експериментів у відкритті [Крикун Ю. О., Ткаченко В. І., та інші. «Яви ще аномальної зміни інтенсивності потоку квантів проникаючого випромінювання моно- і багатоелементними середовищами». Збірник коротких описів наукових відкриттів Міжнародної Асоціації авторів наукових відкриттів РА, 2000p., Москва]. Таким чином, існують умови, при яких різко змінюється експонентний характер ослаблення рентгенівського випромінювання, що приводить до появи нової закономірності взаємодії випромінювання. Виявлена закономірність приводить до корінної зміни методики виготовлення композиційних матеріалів для захисту, як від рентген-, так гамма- і нейтронного випромінювання. Визначення маси дисперсного наповнювача на відомій установці і часу впливу зовнішніми силами для екстрагування необхідної кількості УДЧ за значенням дифракційного максимуму дозволить визначити рівноважний стан для даної товщини. Це дозволить знизити трудомісткість процесу виготовлення будь-якої композиції для захисту від заданого рівня радіаційного випромінювання для даної товщини і забезпечить виділення з маси суміші УДЧ необхідної кількості, але не перевищуючого 1,5%, і достатнього для утворення метастабільної системи для заданої товщини. У результаті забезпечується утворення об'ємної дифракційної системи, проходячи через яку радіаційне випромінювання утворить дифракційні максимуми і мінімуми. Аналіз усієї сукупності експериментальних даних дозволяє умовно розділити явище, що спостерігається, на дві взаємозалежні частини. Перша частина, названа умовно "квантово-статистичною", зв'язана з поводженням і самоорганізацією власне УДЧ у дисперсній системі, а друга частина, умовно названа "квантово-механічною", - з описом власне взаємодії радіаційного випромінювання з утвореною дисперсною системою. Ці дві частини є взаємозалежними, оскільки не можна виключити можливого впливу вторинних процесів, що відбуваються при взаємодії випромінювання з матеріалом заданої товщини. Унікальні властивості дисперсних систем, що містять УДЧ, обумовлені специфічним характером станів атомів і електронів у таких частках. Відомо, що робота виходу електронів з малих частинок (розміром 10-8м) залежить від їхнього розміру. Крім того, реально наявна хімічна неоднорідність речовини, зв'язана з присутністю примесних атомів, наявність окісної плівки і неконтрольованих адсорбованих атомів і молекул на поверхні УДЧ, технологічні операції, що супроводжують одержання дрібнодисперсного порошку, приводять до того, що для малих частинок робота виходу електрона може змінюватися від частки до частки. У результаті цього в ансамблі УДЧ при вирівнюванні електрохімічного потенціалу може відбуватися взаємне зарядження УДЧ і вихід заряду в навколишню дисперсну систему, а через неї в матрицю. Виникаючі кулонівські сили є далеко діючими і можуть викликати процеси організації частинок у системі, що супроводжуються їх переміщенням і переорієнтацією у метастабільну систему. Частка прагне прийняти таку конфігурацію, при якій була б мінімальна її вільна енергія. Специфіка цього виду взаємодії полягає в тому, що величина і знак електричного заряду на кожній частці залежать від топології системи, а сила взаємодії будь-якої пари частинок залежить не тільки від їхніх радіусів і взаємного розташування, але і від відповідних геометричних параметрів і розташування інших частинок. Явище асоціювання частинок, зв'язане з їх взаємним зарядженням, найбільше помітно виявляється при утворенні дисперсної системи, що містить визначену кількість УДЧ. З'являється порушення однорідності розподілу частинок, утворюються скупчення і "вікна" у їхньому шарі. З цих позицій можна пояснити факт дифракційного максимуму проходження випромінювання через матеріал (Фіг.1, крива 2). Вплив взаємодії частинок між собою відповідає аномальної залежності коефіцієнта ослаблення радіаційного випромінювання від концентрації порошку в дисперсному наповнювачі. Видалення з наповнювача УДЧ приводить до відсутності в системі вищезгаданої взаємодії і, отже, до усунення аномалії в ослабленні випромінювання. Розглянемо взаємодію радіаційного випромінювання з дисперсною системою з квантово-механічної точки зору. УДЧ володіють надзвичайно розвитою поверхнею. Малі частки не можна вважати строго сферичними, тому що вони мають кристалічне огранювання. Багато характеристик ультрадисперсних середовищ перетерплює якісний стрибок в області розмірів частинок, у якій діаметр частинок стає порівнянним з характерним кореляційним масштабом того або іншого фізичного явища. У даному випадку розміри частинок порівнянні з неоднорідностями, що маються на вільних поверхнях УДЧ. Разом з тим багато специфічних рис ультрадисперсних середовищ зв'язані не тільки з аномаліями характеристик окремих частинок, але і з їхнім колективним поводженням в ансамблі. Умовою формування ансамблів з УДЧ є сполучення високої швидкості утворення кристалізації з малою швидкістю протікання процесу, що буде рівноважним для даної товщини матеріалу. Функція розподілу частинок по розмірах у вирішальному ступені визначається умовами формування ансамблів частинок. Робота виходу електронів з різних кристалографічних граней неоднакова. Тому вимога мінімізації вільної енергії дисперсної системи приводить не тільки до упорядкуванню в системі частинок по координатах, але і по їхній кристалографічним орієнтаціям у просторі щодо фаз дисперсної системи. Ця "орієнтаційнна" взаємодія залежить від топології системи, тобто орієнтація кожної частки залежить від розмірів частинок, розташування й орієнтації всіх частинок у системі. Можна припустити, що розсіювання гамма-квантів на внутрішніх поверхнях УДЧ, когерентне розсіювання на самих частках і ди фракційні ефекти на скупченнях частинок, що входять в ансамбль УДЧ, приведуть до збільшення оптичної довжини шляху фотонів і, відповідно, збільшать імовірність фотопоглинання гамма- і нейтронного випромінювання. Необхідно відзначити, що явище аномального поглинання випромінювання дозволило розробити технологію одержання композиційних матеріалів, що володіють підвищеними захисними властивостями, і дозволило розширити область застосування технології для одержання матеріалів для захисту від гама- і нейтронного випромінювання. Використання аномального ефекту, що виникає в зазначеному співвідношенні компонентів у композиції, що включає багатокомпонентний наповнювач, дозволить виключити застосування металовмісних наповнювачів, що у свою чергу, приведе до зменшення товщини матеріалу, а утворення метастабільної дисперсної системи, що аномально поглинає випромінювання, дозволяє зменшити масу матеріалу, тобто вирішити основне протиріччя для одержання компактного захисту від радіаційного випромінювання. Винахід дозволяє відкрити новий напрямок в технології одержання радіаційнозахисних систем. Спосіб реалізується наступним чином. Відомо, що ослаблення інтенсивності вузького пучка гамма-випромінювання в середовищі відбувається по експонентному законі: J=J0ехр(-mх), (1) де: J - інтенсивність випромінювання, що пройшло шар речовини товщиною х; J0 - інтенсивність падаючого випромінювання; m - лінійний коефіцієнт ослаблення. Загальне ослаблення відбувається внаслідок актів поглинання і розсіювання при взаємодії гаммавипромінювання з речовиною: m=mа+msc (2) де: ma - лінійний коефіцієнт поглинання; msc - лінійний коефіцієнт розсіювання. На підставі цих закономірностей при рішенні технічних питань захисту від рентген- і гаммавипромінювання використовують два основних методи: 1. Насичення захисного шару важкими елементами, зокрема, свинцем, що забезпечують найбільші значення коефіцієнта m. 2. Збільшення товщини захисного шару. Обидва методи базуються на аналізі вираження (1). Якісно нові закономірності були отримані при вивченні поширення рентгенівського випромінювання в середовищах, що містять УДЧ металів або їхніх з'єднань. До них відносяться частки із середнім розміром 10-8м. Визначено умови, при яких ослаблення випромінювання в таких середовищах не підкоряється загальноприйнятої закономірності, обумовленої вираженням (1), а здобуває аномальний характер. Стан системи визначається хвильовою функцією, що підтверджується експериментами, проведеними на установці (Фіг.2). Джерело випромінювання 1 (Am, Ε=59,54кеВ), укладене в корпус-екран 2 з латуні, зафіксовано на сталевий площадці-екрані 3. Підставою корпуса 2 джерела є коліматор 4, виконаний з латуні. У площадціекрані мається наскрізний отвір діаметром 20мм. Співвісно з джерелом 1 на нижній площадці 5 закріплений коліматор 6 (латунь); у площадці також мається отвір діаметром 20мм. Під нижнім коліматором розміщений сцинтиляційний детектор 7 (Na), вихід якого через електронний множник з'єднаний з лічильником імпульсів. На площадці 5 установлена дюралюмінієва склянка 8 (застосовувалися також склянки зі скла, пластмаси). Спочатку виміряється інтенсивність потоку квантів N0 від джерела без склянки. N0=1,667*104кв/с Потім виміряється інтенсивність потоку квантів Ν 1, що пройшли через установлену порожню склянку 8. Ν1=1,430*104кв/с Далі послідовно виміряється інтенсивність потоку квантів N2 після додавання в склянку порціями по 5 мл чистої бідистильованої води. Результати вимірів приведені в таблиці 1. Таблиця 1 Кількість води, мл Інтенсивність потоку квантів під склянкою N2, кв/с 5 1,302*104 10 1,197*104 15 1,082*104 20 9,718*103 25 8,884*103 30 8,139*103 36 7,380*103 40 6,754*103 45 6,169*103 50 5,536*103 Спостерігається ослаблення інтенсивності випромінювання (Фіг. 1, крива 2) по експонентному законі. Після цього воду зі склянки видаляли і наливали в нього 5мл води, у якому розмішували 3,9г порошку вольфраму, що включає УДЧ із середнім розміром частинок 10-8м у кількості до 1,5% від об'ємної маси суміші. Аналогічно попереднім вимірам у склянку порціями по 5мл додавалася вода, причому щораз у розчин з УДЧ. Після додавання кожної порції вимірялася інтенсивність потоку квантів Ν 2, що пройшли через склянку з УДЧ. Результати вимірів представлені в таблиці 2. Таблиця 2 Кількість Концентрація Інтенсивність потоку води, мл порошку у воді, г/л квантів, Ν2, кв/с 5 780 2,478*103 10 390 8,814*103 15 260 9,717*103 20 195 1,251*103 25 166 1,076*103 30 130 2.068*103 35 111 8,868*102 40 97 5.041*102 45 87 9,298*102 50 78 4,824*102 Підрахунок потоку квантів здійснювався автоматично тричі після кожної порції води. Час одного підрахунку-1 секунда, розкид кількості квантів по кожному з трьох підрахунків не перевищував десятків квантів і носить випадковий характер. Аналіз даних таблиць 1 і 2 і кривих 1 і 2 на Фг.1 показує, що при визначеній концентрації порошку у воді спостерігається значне порушення експонентного характеру ослаблення інтенсивності пучка квантів гамма-випромінювання при проходженні через УДЧ, причому стрибки зміни інтенсивності мають досить великі значення. З метою більш детального вивчення виявленої аномалії в діапазоні 10-20мл суміші, що включає суміш вольфраму з водою, були проведені експерименти по вивченню впливу малих добавок порошку вольфраму в суміш. За попередньою схемою в склянку наливалася вода, об'єм якої відповідає появі аномалії - 20мл. Далі в неї порціями по 0,01г додавався порошок вольфраму і, відповідно до вище описаної методики, проводилися виміри. Факт значної аномальної зміни інтенсивності минаючого випромінювання підтверджується отриманими результатами. Крім того, невеликі добавки дозволили з'ясувати тонку структур у виявлених відхилень (кілька дифракційних максимумів і мінімумів). Вірогідність отриманих результатів забезпечувалася великим обсягом вимірів (не менш 25 ідентичних експериментів по кожнім матеріалі). Отримані експериментальні дані піддавалися аналізові шляхом розрахунку інтенсивності випромінювання на виході склянки з використанням міжвідомчої методики і програми "Приз-І2". Крім описаного, були проведені експерименти на твердотілих зразках (гіпс, шпаклівка), гумоподібних, текстильних (нитки, тканини), плівкових, латексних і інших матеріалах, що включають порошкові наповнювачі. Було вивчено вплив власне УДЧ, що є присутнім у порошковому наповнювачі, на закономірності появи зазначених аномалій. Виміри показали, що вагова частка УДЧ складає приблизно до 1,5% від загальної маси використовуваного дрібнодисперсного порошку вольфраму. Отримані результати дозволили перейти до інженерно-технологічних розробок, зокрема, розроблена технологія одержання рентгено-захисних рукавичок на основі латексу. В даний час проводяться роботи зі створення заявленим способом рентгено-захисного медичного і спеціального одягу, еквівалентного по захисту свинцеві товщиною 0,15-0,5мм свинцю, радіаційно-захисних композиційних матеріалів для виготовлення контейнерів, що транспортуються і будівельних матеріалів. Таким чином, заявлений спосіб дозволить складати композиції, попередньо визначивши масу дисперсного наповнювача, що містить УДЧ, необхідного для одержання товщини матеріалу, що забезпечує ослаблення радіаційного випромінювання. Приклади приведені для одержання двох матеріалів заданої товщини і маси, що підтверджують можливості визначення компонентів для одержання матеріалів без обмежень по його товщині, при проходженні через які відбувається максимальне поглинання радіаційного випромінювання. Приклад 1. Для експерименту використовують кювету, виготовлен у у формі циліндра з алюмінієвого сплаву (внутрішній діаметр 3,2см). Циліндр встановлюється в концентрованому пучку гамма-квантів. У циліндр кювети уводять вольфрамовий порошок масою m=3,9г (наповнювач) і послідовно додають рідку полімерну масу УП-200 (матриця). Питома насипна вага вольфрамової маси - 5,4г/м 3, а полімерної маси УП-200 - 1,1г/см 3 Шар еталонного матеріалу (фантом) просвічують джерелом випромінювання Am 247 з енергією 60КеВ. Послідовно вводиться матриця і визначається fпpox гамма випромінювання до досягнення висоти шару, при якому значення fпpox буде максимальним. Експериментально одержуємо, що внесеній вольфрамовій масі рівної 3,9г відповідає fпогл=2,46 (у відносних одиницях). Максимальне значення пропущення гамма-квантів досягнуто при висоті шару Hпрох=1,875см. Відповідно цього fпpoп гамма-квантів складе 9,34 (у відносних одиницях). Підставляємо отримані значення у ви ще приведені співвідношення. К=In(9,34/2,46)-1=0,333; Μ=Κ*m=0,333-3,9=1,287г. Тепер визначається величина Нпогл зі співвідношення: K=Нпогл/Hпрох; Нпогл=К*Нпрох=0,33-1,875=0,62см. По отриманих параметрах розроблювального матеріалу можливо визначити вагові характеристики заданого виробу. Заявлене рішення дозволяє значно спростити процес виготовлення радіаційно-захисного матеріалу заданої товщини за рахунок точного визначення об'ємної маси наповнювача, необхідної для одержання матеріалу по заданих характеристиках, і цим зменшити трудомісткість технології виготовлення композиційних матеріалів і розширити діапазон застосування заявленого способу для захисту від усі х рівнів радіації. Приклад 2. Визначення товщини і ваги для тонких плівок виробляється по вище приведених співвідношеннях і відповідно до вище приведеного приклада 1. Μ=0,17г вольфрамової суміші відповідає: fпогл=0,6; fпpox=2,38; K=In(2,38/0,6)-1=0,38; Hпрох=0,3(см); Нпогл=K*Hпрох=0,38*0,3=0,11 (см); Μ=K*m=0,38-*0,17=0,6г. Результати підтверджують можливість застосування способу створювати нові плівкові матеріали, товщина яких включає кількість дисперсного наповнювача, що забезпечує максимальне поглинання випромінювання. Винахід підтверджується наступними прикладами конкретного одержання матеріалу на зразках. Зразок № 1 складається з формальдегідної смоли. У результаті просвічування зразка значення коефіцієнта ослаблення склало K=1,185. Такому коефіцієнтові відповідає еквівалент по свинці, що дорівнює товщині шар у 0,021см, який мав би місце, якщо виготовити зразок з масою свинцю, рівної: m=(pd2/4)*h*ppb=(p*52/4)*0,021*11,3=4,65г. Зразок №2 складається з формальдегідної смоли, у яку вводять наповнювач у вигляді базальтового порошку, зволоженого спиртом. Суміш порошку попередньо обробляють і в процесі екстрагування виділяють УДЧ у кількості 3,9г. У результаті просвічування зразка значення коефіцієнта ослаблення, склало K=8, що відповідає еквівалентові по свинці 0,2см, що мало би місце, якби виготовити зразок масою свинцю, рівну: m=(pd2/4)*h*ppb=(p*52/4)*0,2*11,3=44,35г. З аналізу даних, отриманих у результаті досліджень на зразках і даних, отриманих на основі алгебраїчних рівнянь, випливає, що використання багатокомпонентної суміші, яка включає кількість УДЧ, що знаходиться в межі заявленої межі в зразку №2 у порівнянні зі зразком №1 без наповнювача, підтверджує аномально значне збільшення коефіцієнта ослаблення рентгенівського випромінювання від K=1,185 до K=8, що еквівалентно збільшенню захисту по свинці в другому зразку в порівнянні з першим від 4,65г до 44,35г. Введення УДЧ дозволяє зменшити товщин у матеріалу і масу систем для захисту, при цьому коефіцієнт лінійного ослаблення збільшується на 350-800% (у залежності від енергії випромінювання). На практиці такі коефіцієнти не завжди потрібні, тому вони можуть регулюватися кількістю екстрагування УДЧ, необхідного для рішення кожної конкретної інженерної задачі. Пропонований винахід дозволяє створити методику одержання композиційного матеріалу, зміцненого дисперсним наповнювачем, що забезпечує задану кратність поглинання рентген-, гамма- і нейтронного випромінювання, що відповідає певному рівневі радіації, товщиною матеріалу, що знаходиться в діапазоні від 2мм до 10мм. Крім того, спосіб виготовлення радіаційно-захисного матеріалу відрізняється простотою і низькою вартістю, не вимагає значних витрат часу й енергії, дозволить розширити номенклатуру радіаційнозахисних композиційних матеріалів.