Разработанная технология позволяет использовать отходы цементной промышленности — опасную для здоровья байпасную цементную пыль — в производстве материалов, защищающих от излучения. Так, радиационные стекла с добавлением такой пыли, оказались более прочными, прозрачными, долговечными и дешевыми по сравнению с аналогами. Об этом сообщает Минобрнауки.
Фото: Getty Images
Фото: Getty Images
«Глобальный рост урбанизации привел к возрастающему спросу на цемент. На сегодня заводы по всему миру производят около 4 млрд тонн цемента в год. Учитывая, что около 5% шлака образует пылевые отходы, во всем мире ежегодно формируется около 192 млн тонн пыли. Это частично кальцинированная пыль и полностью кальцинированная пыль — байпасная. Вторая очень мелкая, сильно щелочная, взаимодействует с влагой, загрязняет воздух и является одной из причин заболеваний»,— рассказал соавтор работы инженер-исследователь физико-технологического института Уральского федерального университета Хешам Закали.
Исследователи предложили включать остающуюся на заводах по производству цемента пыль в состав защищающих от радиации стекол, которые используют в медицинских целях, например в рентген-кабинетах или в хранилищах ядерных отходов низкого и среднего уровня активности.
Наиболее распространенные средства защиты от излучения производят из свинца или материалов на основе свинца. Однако, как утверждают ученые, радиационные стекла с добавлением байпасной пыли превосходят их по качествам: они долговечны, нетоксичны, стоят дешевле, лучше защищают от радиации и более прозрачные.
«Мы изучили систему из трех стекол, изготовленных из химикатов определенного состава. Исследовали оптические, физические, экранирующие свойства, защищающие от гамма-излучения. Дополнительно измерили механические и структурные характеристики,— поясняет Хешам Закали.— В результате выяснили, что экранирующие свойства, такие как массовый коэффициент ослабления, эффективный атомный номер и эффективная электронная плотность, улучшались по мере увеличения доли байпасной цементной пыли в составе стекла. Обнаружили также, что постепенное добавление этой пыли увеличивало твердость стекол. А добавление оксидов тяжелых металлов в решетку стекол улучшило его защитные свойства».
Над созданием и исследованием свойств защитных стекол работали ученые УрФУ (Екатеринбург), МИФИ (Москва), университетов аль-Азхар (Каир, Египет), Табука (Табук, Саудовская Аравия), Шарджи (Шарджа, ОАЭ), Ускюдар (Стамбул, Турция) и Асьютского университета (Асьют, Египет).
Использованы материалы статьи «New Approach to Removal of Hazardous Bypass Cement Dust (BCD) from the Environment: BCD Glass System and Optical, Mechanical, Structural and Nuclear Radiation Shielding Competences»; A. I. Elazaka Hesham, M. H. Zakaly, Shams A. M. Issa, M. Rashad, H. O. Tekin, H. A. Saudi, V. H. Gillette, T. T. Erguzel, A. G. Mostafa; журнал Journal of Hazardous Materials, февраль 2021 г.