Ecco un nuovo materiale che blocca i raggi gamma: ed è anche ecologico

Il dr. Huo Zhipeng ed il suo studente Zhao Sheng dell'Hefei Institutes of Physical Sciences (HFIPS), dell'Accademia Cinese delle Scienze, hanno recentemente sviluppato un materiale di schermatura composito con elevate proprietà di schermatura da neutroni e raggi gamma.

I loro risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Nuclear Materials and Energy, hanno inoltre mostrato come il materiale, completamente ecologico, sia stato testato in modo sicuro ed efficace attraverso una serie di esperimenti molto complessi e minuziosi.

I neutroni, in quanto particelle elettricamente neutre, hanno una forte penetrabilità ed emettono sempre raggi gamma secondari durante il processo di collisione delle particelle. Il metodo più efficiente per la schermatura dai neutroni consiste nel selezionare contemporaneamente materiali ad alto e basso numero atomico per assorbirli con la schermatura combinata. Tuttavia, i materiali più diffusi contengono piombo, e sono quindi limitati nell'applicazione per la loro tossicità biologica.

Il composito scoperto dal dott. Zhipeng, che per la precisione è ossido di gadolinio modificato/ carburo di boro/ polietilene ad alta densità (Gd 2 O 3 /B 4 C/HDPE), è senza piombo e non rappresenta quindi una minaccia per l'ambiente o per la salute dell'uomo, pur mantenendo altissime capacità di schermatura.

Il gadolinio infatti, un elemento delle terre rare, che di solito esiste in natura sotto forma di Gd2O3, non è tossico ed ha sempre mostrato grandi qualità, come l'assorbimento medio di neutroni termici elevati, la resistenza alle alte temperature e le buone prestazioni di schermatura gamma.

I risultati sperimentali, hanno dimostrato come il tasso di schermatura neutronica del composito di uno spessore di 15 cm, può raggiungere dal 70% al 98%, in base alle diverse condizioni di radioattività ambientale ed alla presenza di raggi gamma o meno.

Secondo i ricercatori, le prestazioni di schermatura sono migliori rispetto a quelle ottenute con i materiali convenzionali, rendendolo quindi perfettamente adatto come materiale di schermatura contro le radiazioni per i campi misti neutroni-gamma. Potrebbe essere anche fondamentale per il sistema di diagnosi dello spettro di neutroni e raggi gamma dell'Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST).

I raggi gamma sono radiazioni altamente pericolose, ed incredibilmente diffuse nel nostro Universo, come in questa sorgente ad altissima energia nella Via Lattea, o nelle esplosioni più potenti del cosmo causate da lampi di raggi gamma.