ساخت و مشخصه يابي نانوكامپوزيت پليمري اپوكسي/ اكسيد سرب به عنوان حفاظ در برابر پرتوهاي ايكس و گاما

Preparation and characterization of Epoxy/Lead oxide nano-composite for shield against gamma and X-rays

نانوكامپوزيت­ هاي پليمري دسته ­اي از مواد هستند كه به­ دليل حضور درصد معيني از يك عامل افزودني در زمينه پليمري داراي خواص بهبود يافته­ اي از نظر مكانيكي، شيميايي، حرارتي، نوري خواهند شد. در پژوهش جاري، ابتدا نانوذرات نيمه ­رساناي اكسيد سرب به ­عنوان عامل پركننده به روش رسوب­ دهي شيميايي ساخته شد و سپس نانوكامپوزيت پليمري رزين اپوكسي/ اكسيد سرب به روش مخلوط ­سازي (بدون استفاده از حلال) در درصدهاي وزني مختلف آماده گرديد. بعد از ساخت نمونه ­هاي نانوكامپوزيتي، قابليت آن­ ها در تضعيف پرتوهاي گاما و ايكس به ترتيب توسط چشمه ي سزيوم-137 با انرژي 662 كيلوالكترون­ ولت و تيوب اشعه ايكس با ولتاژ 40 كيلوولت مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج اندازه­ گيري نشان مي­ دهد كه با افزايش درصد وزني پركننده، ضريب تضعيف خطي و جرمي نمونه­ ها افزايش مي­يابد كه اين به معناي افزايش كارايي نمونه­ ها در تضعيف پرتو مي ­باشد. از طرفي در بين نمونه­ هاي ميكرو و نانو­كامپوزيتي، نمونه ­هاي نانوكامپوزيتي مخصوصاً در انرژي­ هاي پايين تأثير به مراتب بهتري نسبت به نمونه هاي ميكرو نشان مي­ دهند. بنابراين اين نوع حفاظ­ ها با توجه به سبكي، مقرون به صرفه بودن، خطرات زيست محيطي به مراتب كم­تر نسبت به حفاظ ­هاي سربي رايج مي­ توانند توجه بيشتري را به خود جلب نمايند.

Polymer nano-composites are a group of materials that represent proper mechanical, chemical, thermal and optical properties due to the presence of certain percentages of a filler in a polymeric matrix. In this study lead oxide nanoparticles were prepared by direct precipitation method. Then the lead oxide-epoxy resin nanocomposite was prepared by mixing (without solvent) with different weight percentages of filler. Gamma-ray attenuation of nanocomposites was studied using a 137Cs source which produces gamma rays with energy of 662 keV. The results of the measurements show that nano-composite shields have a good performance compared to lead. The linear attenuation coefficient of samples increases as the filler concentration increases. Also composites contain the nano-sized particles as filler are more efficient than the one has macro-sized particles. Therefore, these types of shields are more relevant due to lightness, affordability and less environmental hazards.