علماء روس يبتكرون مواد صديقة للبيئة للحماية من الإشعاع

ابتكر باحثون في جامعة الأورال الفيدرالية مواد صديقة للبيئة قادرة على توفير حماية فعالة من الإشعاع، وتُصنع هذه المواد من مزيج من الطين المعدني ومخلفات صناعة الزجاج.

أفادت مجلة Science: Advanced Materials and Devices بأن الإشعاع يُقسَّم إلى ثلاثة أنواع رئيسية: جسيمات ألفا التي يمكن حجبها بورقة، وإشعاع بيتا الذي يُحجب بالمعادن الخفيفة أو الزجاج العضوي، وإشعاع غاما الذي يتطلب مواد عالية الكثافة مثل الرصاص أو التنغستن.

إلا أن التنغستن باهظ الثمن، بينما يُعد الرصاص ساما للإنسان والبيئة.

وأوضح البروفيسور أوليغ تاشليكوف أن الحاجة إلى مواد واقية من الإشعاع تتزايد عاما بعد عام مع بناء مفاعلات نووية جديدة وتوسّع استخدام المواد المشعة في الطب. ولهذا، يدرس العلماء الموارد المعدنية الطبيعية في المناطق التي تُقام فيها محطات الطاقة النووية لتقييم إمكانية استخدامها في البناء وتقليل التكاليف.

وفي هذا السياق، يقترح باحثو جامعة الأورال الفيدرالية، بالتعاون مع زملائهم من العراق، تطوير مواد جديدة بقدرات مختلفة على امتصاص الإشعاع. ويعتمد تصميم هذه المواد على منهجية علمية تجمع بين الدراسات الحسابية والتجريبية الواسعة التي أجراها العلماء باستخدام معادن طبيعية من مصر والأردن وفيتنام ودول أخرى.

وصرّح الباحث كريم محمود بأن الفريق خلط طينا مصدره العراق مع نفايات إنتاج الزجاج وكمية صغيرة من حمض البوريك لإنتاج سيراميك متين وغير مكلف قادر على حجب أشعة غاما بفعالية. وأضاف أن إدخال الزجاج في المزيج يزيد من متانة الألواح، كما تتيح هذه الطريقة إعادة تدوير نفايات الزجاج لاستخدامها في تصنيع مواد بناء خالية من الرصاص، تُستخدم في المنشآت الإشعاعية أو غرف الأشعة السينية.

وأشار تاشليكوف إلى أن المواد الخام المستخدمة — الطين، نفايات الزجاج، وحمض البوريك — متوفرة على نطاق واسع، وأن عملية التصنيع بسيطة وتشمل السحق والضغط بنحو 114 ميغا باسكال ثم التحميص عند 550 درجة مئوية. ومع أن كفاءة الحجب أقل من الخرسانة الغنية بالأكاسيد الثقيلة، فإن السيراميك الجديد يُعد خيارا مناسبا عندما يكون الابتعاد عن الرصاص أو تحقيق توازن بين الحماية والقوة الميكانيكية والاستدامة البيئية هو الهدف.

ويواصل فريق البحث حاليا العمل على تحسين تركيبة المادة لتحقيق أفضل توازن بين الكفاءة والوزن والتكلفة، إضافةً إلى اختبارها تحت ظروف مختلفة مثل الرطوبة، وتغير درجات الحرارة، والتعرض المستمر للإشعاع، تمهيدًا لاستخدامها في التطبيقات العملية.

المصدر: بوابة الوفد