Ochrona przed promieniowaniem jonizującym lekka jak grafen

Nasi fizycy we współpracy z ekspertami z Warszawy, Katowic i Łodzi zbadali nanokompozyty na bazie grafenu, które mogą być wykorzystane w materiałach służących ochronie radiologicznej. Wyniki badań znalazły się na łamach „Scientific Reports”.  

Kto w gabinecie dentystycznym robił RTG zębów, ten zapewne kojarzy ciężki fartuch, który trzeba nałożyć przed zrobieniem zdjęcia. Tego typu okrycie jest zwykle wykonywane z ołowiu – jego wysoka gęstość gwarantuje dobrą ochronę przed niepotrzebnym napromienieniem tarczycy, klatki piersiowej i jamy brzusznej. Czy jednak tego typu osłony zawsze muszą się charakteryzować dużym ciężarem, a przez to ograniczoną funkcjonalnością?

Promieniowanie gamma i rentgenowskie to codzienność nie tylko w świecie medycyny, ale też przemysłu lotniczego i kosmicznego. Konieczną ochronę stanowią materiały na bazie wspomnianego ołowiu, ale również stali czy wolframu. Wszystkie je łączy wysoka skuteczność, z którą w parze idzie jednak znaczący ciężar i niska elastyczność, co stanowi szczególny problem w przypadku zastosowań w awionice i sektorze kosmicznym. Badacze z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej oraz Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej (Warszawa), Głównego Instytutu Górnictwa PIB (Katowice) i Zakładu Kontroli Jakości Badań i Ochrony Radiologicznej (Uniwersytet Medyczny w Łodzi) postanowili zbadać alternatywę w postaci nanokompozytów zawierających płatki grafenu.

Badacze zaproponowali lekki materiał łączący grafen i polimer ABS (mieszanka akrylonitrylu, butadienu i styrenu) o gęstości bliskiej 1g/cm3 (dla porównania gęstość ołowiu to 11,3g/cm3), wykazujący bardzo dobre parametry osłony radiacyjnej w zakresie promieniowania rentgenowskiego i gamma. Dla niektóry energii tego promieniowania nowy materiał wykazuje rekordowe wydajności ochrony radiologicznej w porównaniu z innymi materiałami tej klasy.

Obserwacje autorów artykułu mogą przyczynić się do stworzenia nowych osłon radiacyjnych dla przemysłu i medycyny.

Więcej można przeczytać w artykule „Graphene-based nanocomposites as gamma- and X-ray radiation shield” na stronie internetowej „Nature”. 

Autorzy: mgr inż. Karolina Filak-Mędoń, dr hab. inż. Krzysztof W. Fornalski, dr inż. Klaudia Żerańska, prof. Mariusz Zdrojek (Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej); dr hab. inż. Michał Bonczyk (Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy); mgr inż. Alicja Jakubowska, inż. Kamila Kempny, dr inż Katarzyna Wołoszczuk (Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej w Warszawie); dr n. med. Krzysztof Filipczak (Zakład Kontroli Jakości Badań i Ochrony Radiologicznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi). 

Źródło: fizyka.pw.edu.pl