Учеными из Уральского федерального университета (УрФУ) в сотрудничестве с международными коллегами удалось не просто разработать новые композитные материалы, но и создать нечто большее – универсальное средство, которое не только эффективно поглощает опасное гамма-излучение, но и даёт вторую жизнь промышленным отходам.

В основе этого лежит трио компонентов:

• Природные глины, обычная, широко распространённая и невероятно дешёвая минеральная основа, которая всегда под рукой.
• Отходы стекольного производства, эти по факту "бросовые" материалы, которые обычно отправляются на свалку. Они не только значительно повышают плотность и механическую прочность конечного продукта, но и предлагают изящный, экономически выгодный и экологичный путь утилизации промышленных отходов.
• Борная кислота, в небольшом количестве она добавляет материалу особые защитные свойства, ведь бор славится своей способностью эффективно поглощать нейтронное излучение.

Все компоненты тщательно измельчаются до однородной массы, затем смешиваются и подвергаются колоссальному давлению в 114 мегапаскалей. После этого сформированные заготовки отправляются на обжиг при температуре 550°C. На выходе получается прочная и долговечная керамика, готовая стать надёжным щитом.

Как объясняет Карем Махмуд, ведущий научный сотрудник УрФУ, созданные образцы открывают новые горизонты там, где нужна надёжная, но умеренная радиационная защита.

"Эти образцы – идеальное решение для строительства рентгеновских кабинетов, объектов с умеренной радиационной опасностью и хранилищ, позволяя полностью отказаться от применения свинца," — подчёркивает учёный.

Свинец, десятилетиями служивший "золотым стандартом" в защите от радиации, таил в себе угрозу. Его эффективность омрачалась высокой токсичностью: он накапливается в организме, вызывая серьёзные поражения нервной системы, почек и крови, а также представляет долгосрочную экологическую опасность. Утилизация свинцовых конструкций – это сложный, дорогостоящий и весьма проблематичный процесс. Новая же керамика от УрФУ лишена всех этих недостатков: она инертна, абсолютно безопасна для человека и природы, предлагая чистое и долговечное решение.

Исследователи акцентируют внимание и на ещё одном, крайне важном стратегическом аспекте их работы: возможность максимального использования местного минерального сырья при строительстве критически важных объектов, таких как АЭС. Такой подход позволяет существенно сократить затраты на строительство и укрепить технологическую независимость, что в условиях сегодняшнего дня становится ключевым фактором успеха. Результаты этого исследования, опубликованы в Journal of Science: Advanced Materials and Devices.