Частицы нейтронов, создающие при столкновении вторичное гамма-излучение, обладают высокой проникающей способностью. Для защиты от него приходится комбинировать материалы, имеющие высокий и низкий атомные номера, а также способные поглощать нейтроны. При этом подходящий для экранирования свинец часто не применим из-за его токсичности для биологических тканей, пишет Phys.org.

Редкоземельный элемент гадолиний, который обычно встречается в природе в виде нетоксичного оксида Gd2O3, отличается высокой средней поглощающей способностью тепловых нейтронов, высокой температурной устойчивостью и хорошими показателями экранирования гамма-излучения. Вдобавок, китайские ученые модифицировали его поверхность, чтобы улучшить межслойную сочетаемость и дисперсию оксида гадолиния в матриксе.

Результаты экспериментов показали, что коэффициент экранирования нейтронов у нового материала достигает 98% при условии толщины в 15 см под действием радиоактивного элемента изотопов калифорния-252. От воздействия цезия-137 и кобальта-60 композит защищает с эффективностью 72% и 60%, соответственно, при той же толщине.

Эти характеристики выше, чем у обычного коллимирующего экранирования полиэтилена с бором и подходят для защиты от нейтронного и гамма-излучения в токамаках.

В прошлом году американские исследователи сообщили о создании легкого и прочного полимера с частицами триоксида висмута. Он обладает огромным потенциалом защиты от облучения и может заменить свинец. Его можно будет применять в космонавтике, медицинской диагностике и радиотерапии.