Эти металлорганические соединения редкоземельных металлов помогут защитить от ионизирующего излучения спутники и улучшить атомные электростанции
Нижегородские ученые выяснили, что металлорганические соединения
некоторых редкоземельных металлов необычно хорошо поглощают
радиацию. Они помогут защитить от ионизирующего излучения
спутники и улучшить атомные электростанции (АЭС), сообщает ТАСС.
Работу ученых опубликовал научный журнал Scientific
Reports. Кратко об этом сообщает пресс-служба
Российского научного фонда (РНФ).
«Столь высокая радиационная устойчивость поможет в будущем
разработать установки для прямого преобразования ядерной энергии
в электричество. Это позволит создать АЭС нового поколения», —
рассказал пресс-службе один из авторов исследования Михаил
Бочкарев, профессор Института органометаллической химии
Российской академии наук (РАН) и Нижегородского государственного
университета.
Работе спутников и космических кораблей в космосе угрожают не
только резкие перепады температур, вакуум и механические
нагрузки, но и высокий уровень ионизирующего излучения. Два его
главных источника — Солнце и космические лучи. Радиация опасна не
только для экипажа космических кораблей, особенно при полетах в
дальний космос, но и для электронной аппаратуры и обшивки самих
пилотируемых аппаратов и беспилотных зондов.
В последние годы ученые активно пытаются решить эту проблему,
создавая различные покрытия и наночастицы, которые могли бы
поглощать ионизирующее излучение, преобразовать его в другие
формы энергии и при этом не разрушаться. Бочкарев и его
коллеги значительно расширили защитный арсенал будущих
марсонавтов, строителей и работников АЭС и прочих опасных
объектов, экспериментируя с соединениями лантана, иттербия, церия
и других редкоземельных металлов, а также ряда сложных
фторорганических молекул.
Редкоземельный щит
Как отмечает химик, неорганические соединения этих элементов сами
по себе необычно хорошо поглощают радиацию, однако ученых давно
интересовало, можно ли соединить их с органикой так, чтобы
последнюю не разрушали облучение достаточно сильными
пучками гамма-излучения, космические лучи или другие формы
ионизирующего излучения.
Создавая различные комплексные соединения редкоземельных
элементов и органики, исследователи достаточно долго облучали их
мощными потоками нейтронов и гамма-квантов.
Специалисты наблюдали за тем, смогут ли молекулы этих
химических веществ выдержать дозы радиации, которые превышают
смертельную для человека почти в тысячу раз.
Эти эксперименты показали, что некоторые из соединений церия,
иттербия и органических молекул были невероятно стойки к
действию радиации. Они почти не меняли своей структуры даже после
поглощения более 900 Грэй ионизирующего излучения, смертельной
дозы радиации для большинства существующих солнечных батарей и
прочих полупроводниковых электронных приборов.
Единственный недостаток этих соединений — они постепенно
становятся радиоактивными при облучении очень большим количеством
нейтронов из-за того, что часть атомов редкоземельных металлов
поглощает эти частицы и превращается в нестабильные изотопы.
Однако это не мешает им блокировать действие радиации и не
приводит к разрушению молекул.
«Мы обнаружили, что металлорганические комплексы редкоземельных
металлов, в частности, лантаноидов, обладают высокой радиационной
устойчивостью. Их можно использовать при конструировании приборов
для работы в космических аппаратах или на АЭС. Устройства на
основе этих комплексов также могут быть полезны на предприятиях
по переработке и обогащению радиоактивных веществ и на
территориях, подвергшихся их заражению», — подытожил Бочкарев.
Источник: nauka.tass.ru
