Новости

19 декабря, 2022 15:52

Предложено новое технологическое решение для производства безопасной радиоизотопной продукции

Источник: Naked Science
Новый технологический способ изготовления безопасной радиоизотопной продукции в виде источника ионизирующего излучения (ИИИ) открытого типа предложили ученые Дальневосточного федерального университета. Из этой продукции можно будет создавать важные устройства для космических, медицинских, радиационных, ядерных, строительных, ресурсодобывающих и многих других технологий. Например, радионуклидные термоэлектрогенераторы и тепловые установки. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов РНФ и Министерством науки и образования России. Результаты опубликованы в журнале Ceramics International.
Заведующий лабораторией экстремальных материалов и изделий специального назначения ДВФУ Олег Шичалин / Источник: Пресс-служба ДВФУ
Как сообщили в Институте наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ, ученые комбинированием инновационных технологий изготовили природоподобный керамический материал структуры перовскита для безопасной иммобилизации радиоизотопа стронция-90 и интегрировали полученную керамику в конструкцию металлического каркаса из прочного и радиационного устойчивого титанового сплава, выполняющего роль носителя активной керамической зоны.
«Производство радионуклидного источника открытого типа, когда активная зона с радионуклидом располагается на стальной подложке (носителе) и контактирует с атмосферой, целесообразно проводить с использованием перовскитовой керамики. Такие керамические матрицы обладают высокой относительной плотностью и механическими характеристиками, а также прочно удерживают радионуклид в своем объеме, предотвращая его бесконтрольный вынос в окружающую среду.
Однако формирование прочного соединения между керамикой и сталью с сохранением целостности изделия является чрезвычайно сложным технологическим процессом, что мы и обеспечиваем в наших исследованиях», — рассказал заведующий лабораторией экстремальных материалов и изделий специального назначения  ДВФУ Олег Шичалин.
Химики предложили оригинальный подход комбинирования передовых технологий в получении прототипа изделия ИИИ-открытого типа, основанного на применении технологии реакционного искрового плазменного спекания (Spark Plasma Sintering, SPS) перовскитовой керамики содержащей стронций, в виде активной зоны, армированной каркасом из титанового сплава, в виде конструкции-носителя, изготовленного аддитивным производством по технологии селективного лазерного плавления (Selective Laser Melting, SLM). Высокое качество эксплуатационных характеристик изделия подтверждали с применением комплекса физико-механических испытаний специалистами Департамента промышленной безопасности Политехнического института ДВФУ.
«Результаты исследования новые и нарабатываются на передовой инфраструктуре мирового уровня, которая имеется, постоянно усовершенствуется и создается в ДВФУ, в том числе, в рамках реализации Программы развития университета «Приоритет 2030». Это уникальные научные установки для создания, изучения структуры и свойств новых материалов, а также высокотехнологичное производственное оборудование для изготовления готовой продукции нового уровня качества и назначения.
Разработки представляют перспективу для создания производства отечественной радиоизотопной продукции в виде ИИИ-открытого типа, которая соответствует всем нормативным стандартам и не имеет конкурентных аналогов на мировом рынке», — отметил заместитель директора по развитию ИНТиПМ ДВФУ Евгений Папынов.
ИИИ относятся к классу радиационно-опасных изделий, подвергаются непрерывному высокому контролю качества при изготовлении, эксплуатации и последующем хранении. Контролирующие органы, например Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) серьезно ограничивают использование существующих изделий и наращивают требования по разработке новых альтернативных материалов и конструкции для ИИИ с целью минимизации любых рисков радиационного воздействия и загрязнения окружающей среды.

Для характеристики химического процесса синтеза природоподобного керамического материала и его анализа ученые ДВФУ активно использовали методы синхротронных исследований в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения (г. Новосибирск), которые будут активно продолжены коллективом ученых ДВФУ на уникальной научно исследовательской установке (синхротроне) «Русский источник фотонов» (УНУ «РИФ»), который появится на острове Русском в 2026 году и будет основной в реализации программы «Приоритет 2030» по направлению «Физика и материаловедение».

Синхротрон «РИФ» на острове Русском станет драйвером научно-технологического и экономического роста Дальнего Востока и будет работать в пяти приоритетных направлениях: науки о жизни, физика и материаловедение, освоение Мирового океана, цифровое развитие и социогуманитарные исследования.

20 мая, 2024
Препарат для персонализированной терапии опухолевых заболеваний создали ученые ННГУ
Ученым ННГУ им. Н. И. Лобачевского удалось соединить внутри одного препарата несколько действующих...
20 мая, 2024
Соли уксусной кислоты упростят добычу тяжелой нефти
Ученые выяснили, что ацетаты — соли уксусной кислоты с переходными металлами — в комбинации с парово...