میزان حفاظت بتن حاوی نانو اکسید تنگستن در برابر تابش پرتو گاما
نویسندگان
1 دانشیار گروه مهندسی هسته ای، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، سمنان، ایران
2 گروه پژوهشی ساختمانی و معدنی، پژوهشگاه استاندارد، سازمان ملی استاندارد. کرج. ایران
3 دانشکده فیزیک و مهندسی هسته ای - دانشگاه آزاد شاهرود- شاهرود- سمنان- ایران
doi
10.22034/jiraeg.2025.235233چکیده
محدودیتها و معایب مواد محافظ فعلی )همچون وزن بسیار زیاد سرب، ترکخوردگی و تخلخل بتن، خوردگی و سمیت فلزات، و انعطافپذیری پایین پلیمرها) منجر به افزایش علاقه به نانوکامپوزیت ها برای محافظت در برابر پرتوهای یونیزان در صنعت و پزشکی شده است. در این میان، نانوکامپوزیتها به دلیل خواص مکانیکی برتر و کارایی بالا در تضعیف پرتو، به عنوان سپرهای موثر و نازکوزن برای پرتوهای گاما و نوترون معرفی شدهاند. عوامل کلیدی مانند فراوانی طبیعی، سادگی در فرآیند ساخت نانوکامپوزیت، عدد اتمی بالا (High-Z) فلزات تشکیلدهنده (و تأثیر آنها در مکانیسمهای جذب فوتوالکتریک و تولید زوج که منجر به کاهش شار تابش میشود)، چگالی، و همچنین مقرونبهصرفه بودن، نقش مهمی در انتخاب مواد محافظ دارند. با در نظر گرفتن این عوامل، این مطالعه به ارزیابی عملکرد محافظتی بتن اصلاحشده با نانوذرات، که در آزمایشگاه مرجع بتن در پژوهشگاه استاندارد ساخته شده و با نانوذرات اکسید تنگستن (WO₃) و رزین اپوکسی تقویت شده است، در برابر تشعشعات گامای ناشی از منبع کبالت-۶۰ (با انرژی ۱.۱۷ و ۱.۳۳ مگاالکترونولت) میپردازد.. این بهبود به دلیل پراکندگی و جذب موثر پرتوها توسط نانوذرات با عدد اتمی بالا در ماتریس کامپوزیت است. بر این اساس، سپرهای نانوساختار با درصد وزنی بهینه و ضخامت کمتر میتوانند به طور موثر جایگزین سپرهای بتنی معمولی ضخیمتر شوند که این امر منجر به صرفهجویی در فضای مورد نیاز، کاهش وزن سازههای حفاظپرتی و افزایش کارایی در کاربردهای پزشکی و صنعتی میگردد.
