Indičtí vědci vyvinuli speciální cementovou maltu: Zvýší bezpečnost jaderných elektráren a ochrání před zářením

Vědci z IIT Guwahati v Indii vyvinuli cementovou maltu obohacenou o mikročástice, která je pevnější a zároveň blokuje škodlivé záření. Tato inovace může výrazně zvýšit bezpečnost jaderných zařízení, včetně reaktorů a lékařských pracovišť, a pomoci zmírnit obavy veřejnosti.

Vědci z Indického technologického institutu (IIT) Guwahati vyvinuli novou metodu pro výrobu pevnější a odolnější cementové malty, která dokáže blokovat škodlivé záření v jaderných zařízeních. Tato malta, vzniklá smícháním různých mikročástic, slouží zároveň jako konstrukční prvek i jako bariéra proti radiaci.

Jaderná energie se vrací do popředí zájmu jako zdroj energie bez emisí uhlíku. Na rozdíl od solárních a větrných elektráren mohou štěpné elektrárny dodávat energii podle potřeby a za nízké ceny. Ačkoli neprodukují uhlíkové emise, vytvářejí radioaktivní odpad. Novější jaderné technologie, jako jsou malé modulární reaktory (SMR) a mikroreaktory, navíc zkoumají využití vyhořelého paliva pro svůj provoz. Přesto však přetrvávají obavy o bezpečnost jaderných elektráren. Nehody, i když vzácné, mají významný dopad na vnímání jaderné energie veřejností. Vývoj malty stínící záření by mohl pomoci zmírnit obavy z úniků z jaderných zařízení.

Namísto hledání zcela nových materiálů se výzkumný tým pod vedením Hrishikeshe Sharmy, profesora z katedry stavebního inženýrství na IIT Guwahati, zaměřil na zlepšení pevnosti a schopnosti stínění záření u cementové malty, která je klíčovou složkou většiny moderních staveb. Vědci smíchali maltu se čtyřmi typy mikročástic: oxidem boritým, oxidem olovnatým, oxidem bismutitým a oxidem wolframovým. Tyto mikročástice byly přidány v malém množství, aby se otestoval jejich vliv na celkovou pevnost malty po 28 dnech.

Současně vědci zkoumali schopnost každé mikročástice blokovat radiační pole obsahující gama paprsky a neutrony. Zjistili, že vliv každé mikročástice na maltu byl odlišný. Zlepšením odolnosti betonu vůči teplu, zatížení a záření doufají, že se podaří vybudovat bezpečnější a odolnější jaderná zařízení. To zahrnuje nejen jaderné elektrárny, ale také SMR, mikroreaktory a lékařská radiační zařízení.

„Bezpečnost jaderné infrastruktury kriticky závisí na výkonu izolačních materiálů v extrémních mechanických a radiačních podmínkách,“ vysvětlil Sharma v tiskové zprávě. „Tímto výzkumem jsme prokázali, že pečlivě navržená cementová malta modifikovaná mikročásticemi může výrazně zvýšit jak strukturální integritu, tak kapacitu stínění záření.“

Dalším krokem výzkumníků je rozšíření vyvinuté cementové malty na plnohodnotnou betonovou směs a následné provedení testů vyztuženého betonu na konstrukční úrovni v blízké budoucnosti. Kromě toho tým pracuje na optimalizaci dávkování mikročástic, aby dosáhl větší mechanické pevnosti, zpracovatelnosti a trvanlivosti při zachování výkonu malty v oblasti stínění záření. „Naším konečným cílem je vyvinout cementové materiály nové generace, které nejen odolají drsným provozním podmínkám, ale také poskytnou spolehlivou ochranu proti smíšeným radiačním polím,“ dodal Sharma. Vědci hledají spolupracovníky z jaderných energetických agentur, výrobců stavebních materiálů a společností zapojených do vývoje jaderných zařízení, aby posunuli svůj výzkum k obchodnímu využití.