باحثون من جامعة "الأورال" ينتجون مركبا يقي من الأشعة وصديق للبيئة

ابتكر باحثون من جامعة الأورال الفيدرالية "UrFU" بالتعاون مع فريق من العلماء الدوليين مادة تقي من الأشعة السينية وأشعة غاما.
Sputnik
وبحسب الأبحاث العلمية التي أجريت من قبل العلماء فإن مركب البوليمر الجديد يمكن أن يصبح بديلاً مناسبًا للرصاص، خاصة لأن المركب صديق للبيئة تمامًا، ويشار إلى إن نتائج هذه الدراسة تم نشرها في مجلة الفيزياء الإشعاعية والكيمياء.
في هذا الصدد أوضح العلماء أن التعرض المفرط للإشعاع يلحق الضرر بالكائنات الحية ويسبب أمراضًا خطيرة، يمكن أن تصبح وراثية في المستقبل، وهنا لابد من التنويه إلى حقيقة أن التعرض الدوري لجرعات صغيرة تشكل نفس الخطورة في حال الجرعات الكبيرة الفورية من الإشعاع.

تشكل أشعة غاما إشكالية كبيرة من وجهة نظر الحماية، ذلك لأنها تتمتع بقوة اختراق عالية. وبالتالي كما هو معرووف فإن الرصاص هي مادة التدريع الأكثر شيوعًا لهذه الأشعة، ذلك لأن هذا العنصر يحتوي على كتلة ذرية كبيرة، وهو قادر بفضل الكثافة العالية (في حال كان على شكل معدن) على تخفيف تأثير أشعة غاما بشكل كبير.

ومع ذلك، فإن مادة الرصاص هي بحد ذاتها شديدة السمية، وبالتالي فإن انتشارها في الطبيعة محفوف بالعواقب الوخيمة. وبحسب تقارير خبراء منظمة الصحة العالمية فإن وجود نسبة عالية من الرصاص في الجسم، يسبب بالضرورة تعطيل عمل الجهاز العصبي والدماغ، مما قد يؤدي إلى الوفاة. لذلك فإن التخلص من قطع الرصاص المستهلكة يمثل مشكلة كبيرة لصناعة الطاقة النووية.

في هذا السياق أجرى الباحثون من جامعة الأورال الفيدرالية جنباً الى جنب مع الزملاء الباحثين من الأردن وماليزيا دراسات حسابية وتجريبية، قاموا خلالها بدمج عينات من مادة تدريع جديدة مركب من راتنج الايبوكسي مع حشو من جزيئات أكسيد الزنك النانوية.

في هذا الاطار أوضح أوليغ تاشليكوف الباحث المشارك لهذه الدراسة الأستاذ في قسم محطات الطاقة النووية ومصادر الطاقة المتجددة في جامعة الأورال الفيدرالية أنه "لا يمكن استخدام التنجستن واليورانيوم وبعض المعادن الأخرى التي تتمتع بخاصية الحماية الشديدة، للوقاية من الإشعاع لأسباب بيئية واقتصادية".
وأضاف: "علماً أن البوليمرات النقية لا تخفف من الأشعة السينية وأشعة غاما بشكل جيد، ولكن مع إضافة عناصر كيميائية ذات أعداد ذرية أعلى، فإنه يمكن زيادة بشكل كبير من قدرتها على التدريع".

بحسب رأي الباحثين ستكون المركبات من هذا النوع مطلوبة وضرورية في صناعة الطاقة النووية، بسبب مقاومتها للحرارة والتأثير الكيميائي، وكذلك بفضل القدرة على منح المادة المتانة والصلابة المطلوبة.

حيث أشار تاشليكوف بهذا الشأن قائلاً: "هذه المادة الجديدة مناسبة بشكل خاص لحماية المساحات التي يصعب الوصول إليها بأشكال معقدة. بالإضافة إلى ذلك يبرز راتنج الايبوكسي بشكل إيجابي بين جميع البوليمرات نظرًا لتكلفته المنخفضة وسهولة إنتاجه. في الحقيقة مادة الرصاص تحمي أفضل من المركب الجديد، ولكن يمكن تعويض ذلك بسهولة عن طريق زيادة سماكة الهيكل".

يشار إلى إن الدراسة أجريت بالاشتراك مع متخصصين وخبراء من جامعة مالايا التكنولوجية وجامعة الإسراء في الأردن، كما أكد الباحثون فإن المركب الجديد صديق للبيئة تمامًا سواء في الإنتاج أو في الاستخدام.

في المستقبل يخطط فريق البحث لاختبار مواد حشو أخرى لمصفوفة الايبوكسي وتحديد التركيبات الواعدة، بالإضافة إلى دراسة تأثير تقنية تصنيع المركب بالتفصيل على خصائص التدريع الخاصة بها.
ومن الجدير بالذكر أن جامعة الأورال الفيدرالية هي أحد المشاركين في برنامج دعم الدولة لجامعات روسيا الاتحادية "Priority-2030".
مناقشة