ﻣﺤﺎﻓﻈﺖ ﺩﺭ ﺑﺮﺍﺑﺮ پرتوهاي گاما با كاربرد ﺑﺘﻦ سنگين حاوي سرباره سرب

Protection against gamma rays with heavy concrete application of lead slag-containing

امروزه استفاده از بتن‌هاي سنگين به‌عنوان سپر محافظ در مقابل پرتوهاي پرانرژي گاما بسيار متداول است. در توليد بتن‌هاي سنگين مي‌توان از سرباره سرب به‌عنوان مصالح اوليه استفاده كرد. كاربرد سرباره سرب در توليد بلوك‌هاي بتني موجب صرفه‌جويي در استفاده از منابع طبيعي و هم‌چنين كاهش مشكلات زيست‌محيطي ناشي از ذخيره‌سازي اين ضايعات صنعتي مي‏شود. در عين حال بتن توليدي نيز به‌دليل وجود عناصر فلزي سنگين با عدد اتمي بالا مي‏تواند به‌عنوان يك حفاظ موثر در مقابل تابش پرتوهاي گاما استفاده شود. تحقيق حاضر به‌بررسي امكان استفاده از سرباره سرب توليدي در فرآيند بازيافت باتري‌هاي سربي به‌عنوان سنگ‌دانه در توليد بتن مي‏پردازد. براي اين منظور مقاومت مكانيكي و ضريب تضعيف پرتو گاما براي نمونه‌هاي سيماني تهيه شده با جاي‌گزيني 40 تا 60 درصد سرباره سرب به‌جاي سنگ‌دانه طبيعي اندازه‌گيري ‏شده است. هم‌چنين تاثير 1 تا 5 درصد پودر سرب در زمان گيرش نمونه هاي سيماني اندازه‌گيري شد. نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهد كه با افزايش ميزان سرباره سرب، چگالي، مقاومت مكانيكي و ضريب تضعيف پرتو گاما براي نمونه‌هاي سيماني افزايش قابل توجه پيدا مي‌كند، ولي افزودن پودر سرب به خمير سيمان زمان گيرش آن را شبيه سيمان‌هاي ديرگير به تاخير مي‌‌اندازد. به‌طوركلي، ساخت بتن سرباره سرب مناسب با كم‌ترين ضخامت، هزينه ساخت حفاظ را كاهش داده و بيش‌ترين ميزان تضعيف را فراهم مي‏كند.

The use of heavy concrete as a protective shield against high-energy gamma rays is very common. It is also an effective, versatile and economical material. The heavy concrete production can use lead slag as raw materials. The use of lead slag in the production of concrete blocks saves natural resources and reduces the environmental problems caused by the accumulation of industrial waste. However, concrete production, due to the presence of heavy metals with high atomic number can be used as an effective shield against gamma radiation. This study examines the use of lead slag produced in the battery recycling process as concrete aggregates. For this purpose, strength and gamma-ray attenuation coefficient for concrete samples prepared by replacing 40 to 60 percent lead slag instead of natural aggregate. The effect of 1 to 5 percent lead powder in setting time of concrete was measured. The results showed that by increasing the amount of lead slag, density, mechanical strength and gamma-ray attenuation coefficient for concrete samples increased significantly, but lead powder delays setting time of cement paste. In general, appropriate lead slag concrete construction with minimal thickness, reduce the cost of protection and provides the highest level of attenuation