Các vật liệu này được làm từ đất sét khoáng và chất thải sản xuất thủy tinh. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Science: Advanced Materials and Devices.
Bức xạ hạt nhân được chia thành ba loại chính: bức xạ alpha có thể bị chặn bởi một tờ giấy, bức xạ beta có thể bị chặn bởi một tấm kính mỏng hoặc một tấm kim loại mỏng. Phân loại thứ ba của bức xạ phóng xạ là tia gamma, mạnh hơn cả alpha và beta và cần vật liệu dày như chì hoặc vonfram. Theo các chuyên gia của Đại học Liên bang Ural mang tên Tổng thống đầu tiên của Nga B.N. Yeltsin (UrFU), vonfram rất đắt tiền, và chì rất độc hại đối với con người và môi trường.
Do việc xây dựng các lò phản ứng hạt nhân mới và việc sử dụng rộng rãi các chất phóng xạ trong y học, nhu cầu về vật liệu bảo vệ chống bức xạ đang có xu hướng tăng lên đều đặn qua từng năm, - Giáo sư Oleg Tashlykov, Khoa Nhà máy Điện Hạt nhân và Năng lượng Tái tạo thuộc Đại học UrFU, nhấn mạnh. Chính bởi vậy, các nhà khoa học và kỹ sư đang nghiên cứu các nguồn tài nguyên khoáng sản trong khu vực nhà máy điện hạt nhân để đánh giá tiềm năng sử dụng các nguồn này trong xây dựng và giảm chi phí, Giáo sư Tashlykov cho biết thêm.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học UrFU cùng với các đồng nghiệp Iraq đã đề xuất sử dụng các vật liệu che chắn bức xạ mới với khả năng xuyên thấu khác nhau. Quá trình thiết kế các vật liệu mới này dựa trên phương pháp luận do các nhà khoa học UrFU phát triển, bao gồm các nghiên cứu tính toán và thực nghiệm quy mô lớn có sử dụng các khoáng chất tự nhiên từ Ai Cập, Jordan, Việt Nam và một số quốc gia khác.
"Chúng tôi trộn đất sét từ Iraq với chất thải sản xuất thủy tinh và một lượng nhỏ axit boric để tạo ra một loại gốm sứ bền, rẻ tiền, có khả năng che chắn bức xạ gamma hiệu quả. Việc bổ sung thủy tinh giúp gạch bền hơn. Phương pháp này cho phép không sử dụng chì mà tái chế chất thải sản xuất thủy tinh và trộn vào vật liệu xây dựng cho các cơ sở có nguồn phóng xạ hoặc phòng chụp X-quang", - ông Karem Mahmud, nhà nghiên cứu hàng đầu của UrFU, cho biết.
Nguyên liệu thô (đất sét, chất thải thủy tinh, axit boric) có sẵn rộng rãi, và quy trình sản xuất (nghiền, nén ở áp suất ~114 MPa, nung lên 550°C) rất đơn giản. Giáo sư Oleg Tashlykov giải thích thêm rằng, hiệu quả che chắn của những vật liệu này thấp hơn so với bê tông có hàm lượng oxit nặng cao, do đó gốm sứ được ưu tiên sử dụng cho các cơ sở không mong muốn chứa chì hoặc cần che chắn vừa phải kết hợp với độ bền cơ học và thân thiện với môi trường.
Theo giáo sư Tashlykov, các nhà khoa học đang phải giải quyết một số nhiệm vụ trong quá trình nghiên cứu để chuẩn bị vật liệu cho việc triển khai thực tế: tìm ra thành phần gốm tối ưu cho các mục tiêu cụ thể (che chắn hiệu quả với sự cân bằng tối ưu giữa trọng lượng, chi phí và độ bền cơ học), cũng như đánh giá độ bền và hiệu suất của vật liệu mới (thử độ ẩm, chu kỳ nhiệt, khả năng che chắn bức xạ).