Регистрация / Вход
Прислать материал

Полимерные нанокомпозиты для комбинированной радио- и радиационной защиты

Номер контракта: 14.575.21.0041

Руководитель: Гульбин Виктор Николаевич

Должность: начальник отдела

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
радиозащитные материалы, радиационно-защитные материалы, полимерные композиты, поглотители электромагнитных излучений, поглотители нейтронных и гамма излучений, нанопорошки, углеродные компоненты, борсодержащие материалы

Цель проекта:
Цель работы – разработка радио и радиационно-защитных полимерных композитов, наполненных порошками поглотителей электромагнитных излучений (углеродные компоненты), нейтронного излучения (борсодержащие материалы) и нанопорошком поглотителей гамма излучений (соединения содержащие вольфрам или другие тяжелые металлы), и способов получения полимерных нанокомпозитов для изготовления изделий, позволяющих улучшать экологию и повышать радиационную безопасность обслуживающего персонала при интенсивных электромагнитных и радиационных излучениях на ускорителях заряженных частиц и термоядерных электростанциях, а также на аппаратуре нового поколения медицинской техники, использующей линейные СВЧ-ускорители электронов.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Получены порошковые композиционные материалы путем смешения в планетарной шаровой мельнице, в результате чего были получены порошки с требуемыми характеристиками. При смешении в ножевой мельнице IKA M20 характеристика порошков не соответствовала условиям ТЗ. Путем термопрессования получены композиционные материалы с модулем упругости не менее 500 МПа.

2. Планируется создать новые радио- и радиационно-защитные композиционные материалы со следующими характеристиками:
1) Коэффициент ослабления потока гамма-излучения не менее 1,35 (при Е=1,22 КэВ)
2) Коэффициент ослабления нейтронного излучения не менее 2,5 (при Jнейтр. = 3,1/4,0x1012 1/стер x к)
3) Удельное поглощение электромагнитного излучения не менее 2 дБ на 1 см толщины образца (f=4 ГГц)

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечным продуктом является комплекс по защите электронного оборудования работающего на борту космического аппарата созданный из композиционного материала полученного в ходе реализуемого проекта, также данный композиционный материал может применяться в качестве комплекса средств индивидуальной защиты для персонала работающего с ионизирующим и электро-магнитным излучением.
Данный материал уникален по своим свойствам, так как совмещает в себе радио- и радиационно-защитный свойства. По данному материалу проведен патентный поиск и подана заявка на патент, что уже говорит о его новизне. Данный материал изготавливается квалифицированным персоналом на специализированном оборудовании, исследования проводятся на высокоточном оборудовании которое проходит ежегодную поверку. Рисками могут послужить лишь непредвиденные форс-мажорные обстоятельства.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Основные области применения создаваемых материалов:
1) Защита электроники и обслуживающего персонала от ЭМИ и ионизирующих излучений в атомной и аэрокосмической промышленности.
2) Защита обслуживающего персонала и жителей прилегающих селений от интенсивных ЭМИ и радиационных излучений на ускорителях заряженных частиц и термоядерных электростанциях.
3) Защита персонала и аппаратуры нового поколения медицинской техники на основе линейных СВЧ-ускорителей электронов с местной биологической защитой.
Возможны другие области применения.
Практическое внедрение планируемых результатов предпологается на предприятиях Росатома РФ, предприятия РКА РФ, предприятиях департамента радиоэлектронной промышленности Минпромторга РФ, и предприятиях по разработке и производству медицинской аппаратуры, использующей ионизирующие излучения.
Результатами интеллектуальной собственности по данному проекту являются статьи выпущенные в зарубежных цитируемых изданиях, что говорит о признании зарубежными специалистами актуальности данной тематики.

Текущие результаты проекта:
В результате механосинтеза в планетарном механоактиваторе были получены композиционные порошки со следующими характеристиками:
1) Форма частиц пластинчатая;
2) Размер частиц 150-250 мкм;
3) Насыпная плотность порошка более 160 кг/м3

Полученные путем термопрессования объемные образцы обладают следующими характеристиками:
1) Степень кристалличности полимерной матрицы не менее 50 %
2) Предел текучести при растяжении более 200 МПа
3) Относительное удлинение при растяжении более 150 %
4) модуль упругости при растяжении более 2 ГПа
5) предел прочности при изгибе более 25 МПа
6) Максимальная рабочая температура 180 оС
7) Коэффициент сухого трения по стали не более 0.15