Создано прочное прозрачное стекло для ядерной промышленности, защищающее от радиации

Международная группа исследователей, в состав которой вошел ученый Уральского федерального университета, разработала новый тип жаропрочного боросиликатного стекла. Из него можно будет создавать более тонкие и прочные экраны для ядерного и медицинского оборудования.

Боратные стекла — стекла, в составе которых есть оксид бора (B₂O₃), — используют в ядерной промышленности из-за их устойчивости к радиации и простоты производства. Однако из-за низкой плотности они очень хрупкие — это ограничивает возможности их применения. Ученые решили эту проблему добавлением в состав стекла оксидов неодима (Nd₂O₃) и бария (BaO). Благодаря им стекло приобрело повышенную прочность и сохранило прозрачность.

В результате получили новый тип боросиликатных стекол — стекол, при производстве которых щелочные соединения, служащие стеклообразующими расплавами, заменяют оксидом бора.

Наши стекла могут защищать от рентгеновского и гамма-излучения. Хотя стекла обеспечивают эффективную защиту от радиации, они не смогут полностью заменить бетон из-за его низкой стоимости и более высокой твердости. При этом бетон может использоваться для стен, а наши стекла — для окон и прозрачных объектов.

Махмуд Карем Абделазим Габер

Ведущий научный сотрудник кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии» Уральского федерального университета

Эксперименты показали, что у стекла с максимальной концентрацией неодима эффективность защиты от радиации возрастает до 28,3%. Это превосходит показатели традиционных материалов, таких как бетон (22,1%) и радиозащитное стекло (27,3%).

В атомной энергетике в боросиликатное стекло превращают отработанное ядерное топливо.

Ученый отметил, что разработка также будет полезна в медицине и при сварке радиоактивных металлических элементов. Так, при включении неодима стекло приобретает фиолетовый цвет из-за поглощения желтого и зеленого света, поэтому подойдет для защитных сварочных очков.