какой материал не пропускает радиацию
Изобретена плёнка, которая защищает от космической радиации
Образец внутри содержит сотни тысяч наночастиц, которые взаимодействуют с проходящим светом. Фото: Stuart Hay, Австралийский национальный университет
Одно из главных препятствий для колонизации Марса и любых других пилотируемых космических миссий — опасная космическая радиация. Во время перелёта к Марсу космонавты подвергнутся воздействию высокоэнергетических сильно ионизированных частиц, известных как космические лучи галактического и солнечного происхождения (ГКЛ и СКЛ).
Андрей Мирошниченко, Андрей Комар, Сергей Крюк, Юрий Квишар с коллегами (все — из Центра нелинейной физики в Научно-исследовательской школе физики и инженерии при Австралийском национальном университете) под руководством д-ра Мохсена Рахмани (Mohsen Rahmani) изобрели наноматериал, обладающий необычными физическими свойствами. Учёные считают, что эти свойства можно использовать в том числе для частичной защиты скафандров и спутников от космической радиации.
По количеству частиц космические лучи на 92% состоят из протонов, на 6% — из ядер гелия, около 1% составляют более тяжёлые элементы, и около 1% приходится на электроны. Энергетический спектр космических лучей на 43% состоит из энергии протонов, ещё на 23% — из энергии гелия (альфа-частиц) и 34% энергии, переносимой остальными частицами. Благодаря чрезвычайно высокой энергии более 10 МэВ эти частицы проходят через обшивку космического аппарата и через мягкие ткани космонавтов, в том числе через мозг. В теле человека ионизирующее излучение наносит разнообразные повреждения на молекулярном уровне, в том числе нарушая процессы восстановления клеток и замедляя заживление повреждённых тканей. ГКЛ вызывают нарушения в нервной системе, в том числе долговременное ухудшение умственных способностей из-за упрощения дендритной структуры, изменения уровней протеина в синапсах и воспаления нервной ткани (эксперименты были проведены на мышах).
НАСА и научно-исследовательские коллективы по всему миру сейчас ищут способ для создания наиболее эффективной защиты от космической радиации. Наиболее прямой подход для такой защиты — толстый слой некоего материала, который поглощает космические лучи. Группа австралийских учёных предлагают кардинально иной способ: их материал не поглощает, а рассеивает излучение. Более подробно они описывают его в своей научной статье «Реверсивная термическая настройка полностью диэлектрических метаповерхностей» (Reversible Thermal Tuning of All-Dielectric Metasurfaces).
Метаповерхность представляет собой двумерную структуру наночастиц или микрочастиц, расположенных в пространстве по определённому закону на расстояниях, меньших, чем длина волны. Метаповерхности используют в фотонике для изменения фронта и фазы падающего электромагнитного излучения по заданному закону. Особый интерес представляют метаповерхности, в котором частицы меняют показатель преломления в зависимости от внешнего воздействия — света, магнитного поля или температуры.
В данном случае диэлектрическая метаповерхность отражает или пропускает свет в зависимости от показателя преломления кремния, который зависит от температуры. То есть её свойствами можно управлять, нагревая или охлаждая поверхность. Учёные показали, как добиться чёткого резонанса за счёт интерференции между режимами магнитного диполя и электрического квадруполя в специальным образом составленной 2D-решётке наночастиц.
Управляя температурой, можно управлять этим резонансом и вызвать направленное рассеяние (то есть рассеяние в узком угле) с метаповерхности в спектральном окне 75 нм. Это может привести к 50-кратному усилению анизотропии излучения (radiation directionality). Авторы считают, что такое обратимое изменение свойств материала может быть полезно в разных областях, в том числе в мета-линзах и мета-голограммах. Плёнка меняет показатель преломления (прозрачная или непрозрачная) в том числе в видимом диапазоне света, так что её можно применять в дизайне интерьеров — для покрытия окон (вместо штор или жалюзи), в автомобилях и т.д. Также эти метаповерхности можно использовать хотя бы для частичного рассеяния космических лучей.
Доцент Андрей Мирошниченко (слева) и д-р Мохсен Рахмани, ведущие авторы научной работы, демонстрируют новый наноматериал. Фото: Stuart Hay, Австралийский национальный университет
Тонкая плёнка из этого метаматериала наносится на любую поверхность, в том числе на скафандры. «Наше изобретение имеет множество потенциальных применений, таких как защита космонавтов или спутников сверхтонкой плёнкой, которая может настраиваться для отражения опасного ультрафиолетового или инфракрасного излучения в разных окружениях, — говорит д-р Рахмани. — Эта технология значительно повышает порог сопротивления против вредоносной радиации по сравнению с современными технологиями, которые полагаются на поглощение радиации в толстом слое [вещества]».
Сложно представить, как практически двумерная плёнка защитит от высокоэнергетических гамма-частиц с энергией в 10 МэВ. Наверное, это невозможно. Может быть, плёнка способна отражать/рассеивать частицы/волны с меньшей энергией. В любом случае, материал полезный, если он действительно эффективнее, чем толстый слой свинца или воды, как это заявляют учёные.
Научная работа опубликована 3 июля 2017 года в журнале Advanced Functional Materials (doi:10.1002/adfm.201700580).
Роспотребнадзор (стенд)
Роспотребнадзор (стенд)
О радиационной безопасности материалов и изделий, применяемых при строительстве и отделке зданий, а также используемых в быту изделий
О радиационной безопасности материалов и изделий,
применяемых при строительстве и отделке зданий,
а также используемых в быту изделий
В настоящее время при строительстве зданий, сооружений, дорог используются такие строительные материалы, как щебень, песок, железобетонные изделия, цемент, кирпич, керамзит, стекло, минеральная вата и др. При оборудовании и отделке помещений применяются санитарно-технические изделия, керамическая плитка, в быту используется посуда, изделия и предметы интерьера из керамики, керамогранита, природного и искусственного камня, глины, фаянса, фарфора.
Сырьем для производства таких строительных материалов и изделий являются горные породы и минералы (известняк, песчаник, кварц, кварцит, глина, сланцы, граниты, мрамор и др.), содержащие природные радионуклиды. Концентрации радионуклидов в сырье, материалах и изделиях могут существенно отличаться в зависимости от состава и месторождения.
Показателем, характеризующим количественное содержание радионуклидов, является эффективная удельная активность природных радионуклидов (Аэфф), измеряемая в Бк/кг (беккерель на килограмм).
Для ограничения облучения населения природными источниками действующим законодательством установлены разрешенные цели (области) использования материалов в зависимости от содержания радионуклидов (п. 5.3.4 СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009».
При строительстве и реконструкции жилых и общественных зданий допускается использовать материалы и изделия Iкласса с Аэфф не более 370 Бк/кг.
В дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений – материалы и изделия II класса с Аэфф не более 740 Бк/кг.
В дорожном строительстве вне населенных пунктов – материалы IIIкласса с Аэфф не более 1500 Бк/кг.
В облицовочных изделиях и материалах для внутренней облицовки зданий и сооружений, а также в санитарно-технических изделиях, посуде, емкостях для цветов и растений, изделиях художественных промыслов и предметах интерьера из керамики, керамогранита, природного и искусственного камня, глины, фаянса и фарфора Аэфф не должна превышать 740 Бк/кг (СП 2.6.1.2612-10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности ОСПРБ-99/2010»).
Контроль за содержанием природных радионуклидов в материалах и изделиях осуществляет производитель. В сопроводительной документации на продукцию должно указываться численное значение Аэфф в продукции (п. 5.1.15 ОСПОРБ-99/2010).
Определение Аэфф может проводиться только в лабораторных условиях с использованием специализированного оборудования. Дозиметры, дозиметры-радиометры для такого контроля не предназначены.
Рентгенозащитные материалы. Устройство стационарной защиты от излучения.
Краткий обзор рентгенозащитных материалов, используемых для защиты от излучения в рентгенкабинетах.
С целью оградить персонал и население от вредного воздействия ионизирующего излучения устраивается, так называемая, стационарная защита. Обычно под этим термином подразумеваются конструкции перекрытий, стен, перегородок в помещениях, где расположен источник ионизирующего излучения. Следует знать, что любой материал способен, в той или иной мере, поглощать (ослаблять) рентгеновские лучи.
При проектировании рентгенкабинета учитываются такие факторы как: расположение рентгеновского аппарата, направление луча, анодное напряжение на трубке и ряд других специфических факторов. По сумме показателей определяются направления и мощность излучения, от которых следует устроить защиту. Далее проектировщик сравнивает способность имеющихся конструкций ослаблять излучение, и при необходимости рекомендует усилить защиту этих конструкций.
Таким образом, проектировщик предоставляет Вам право выбора тех или иных рентгенозащитных материалов. Это наиболее грамотный подход при проектировании, так как проектировщик позволяет вам найти наиболее оптимальный по затратам вариант. Далее рассмотрим какие рентгенозащитные материалы применяются при строительстве.
Для сравнения рентгенозащитных свойств различных материалов свинец применяется как эталон. Говорят, что такая-то толщина материала равна такой-то толщине свинца. Это называется свинцовым эквивалентом. Кирпич и бетон обладают достаточно высокими ослабляющими свойствами. Однако стандартная толщина стен и перекрытий не всегда обеспечивает должный уровень защиты от излучения.
Следующим станет применение свинцового листа. Листовой свинец применяется для защиты потолков и стен, когда использование штукатурки невозможно. Проектировщикам следует помнить, что из-за значительного веса, листовой свинец толщиной более 0,5 мм нельзя крепить на гипсокартонные перегородки. Свинец выпускается листами 500х1000 мм и толщиной от 0,5 мм с шагом пол-миллиметра.
Самым дорогим вариантом станет использование рентгенозащитного гипсокартона. Такой материал представлен на Российском рынке одним производителем KNAUF. Рентгенозащитные панели SafeBoard Knauf выпускаются размером 2400х625х12.5 мм и производятся из того же баритового концентрата. Толщина одного слоя такой панели эквивалентна всего 0.4 мм свинца. Чтобы набрать 2.0 мм свинцового эквивалента придется использовать 5 слоев такой панели. Стоимость панелей с учетом доставки в регионы около 3500 руб. / метр квадратный (в ценах 2021 года).
Таким образом, 5 слоев панелей обойдутся вам в 17 500 руб. за метр квадратный. Для сравнения: 2.0 мм листовой свинец для рентген кабинета, с учетом доставки в регионы, обойдется вам 5700-6000 руб. за метр квадратный (в ценах 2021 года).
Санврачи рассказали, какие стройматериалы бывают радиоактивными
В чем состоит опасность радиоактивных строительных материалов, какие материалы подлежат контролю и как проверить стройматериал на радиоактивность? Посвященный ответам на эти вопросы релиз поступил в адрес портала Uralweb от главного государственного санитарного врача в Чкаловском районе г. Екатеринбурга, в городе Полевской и в Сысертском районе.
Санврачи рассказали, какие стройматериалы бывают радиоактивными
«Естественная радиация в природе существовала всегда. Один из ее источников — излучение земной коры. В ее толще залегают породы, из которых производят многочисленные строительные материалы. Также естественные радионуклиды могут содержаться в древесине и изделий из нее», — говорится в релизе.
«В чем опасность радиоактивных строительных материалов? Радиоактивность некоторых используемых в строительстве материалов может нанести вред здоровью. При распаде радионуклидов выделяется радиоактивный газ радон. Больше всего радона скапливается на первых и цокольных этажах зданий, непроветриваемых помещениях, в подвальных помещениях. Опасность радиоактивных строительных материалов в том, что исходящее от них излучение может значительно ухудшать экологию помещения. Вследствие этого людей беспокоят головные боли, аллергия, плохое самочувствие», — объясняют санитарные врачи.
Какие материалы подлежат контролю?
— неорганические сыпучие строительные материалы (щебень, гравий, песок, цемент, гипс и др.),
— строительные изделия (плиты облицовочные, декоративные и другие изделия из природного камня, кирпич и камни стеновые),
— древесное сырье, лесоматериалы, полуфабрикаты и изделия из древесины и древесных материалов, в том числе мебель.
«Самый простой способ убедиться в радиологической безопасности в используемых материалах это запросить у производителя документы, подтверждающие безопасность продукта — протоколы лабораторных испытаний, санитарно-эпидемиологические заключения. Также можно провести дозиметрический контроль на территории и в жилых помещениях, который проводится специализированными организациями», — сообщили в Роспотребнадзоре.
Защитная ткань Фарадея
Купить защитную ткань Фарадея по ссылке https://nano-spb.ru/glushilki/faradeya_kletka_kupit
Защитная ткань Фарадея
Для понимания необходимости защиты персональных данных не требуется вера в теорию заговора 5G. Оправдать интерес к блокировке поступающего из различных источников излучения можно благодаря развитой современной электронной инфраструктуре, которая давно вписалась в нашу повседневную жизнь. Сегодня среди потребителей защитных решений все большей популярностью пользуется ткань, соединенная с проводящим материалом, который эффективно блокирует электромагнитные волны и потенциально вредное излучение. Открытие, имеющее название сетки Фарадея, в новых социальных условиях получило новую актуальность и сегодня открывает невероятные технологические возможности для создания специальной одежды, интерьеров и аксессуаров.
Зачем нужна защитная ткань
Электромагнитное поле транслирует излучение с помощью множества цифровых устройств, начиная с бытовой стиральной машины или холодильника, заканчивая телевизором и мобильным телефоном. Все без исключения электронные агрегаты дают человеку определенную дозу излучения. Доказано, что во включенном виде они оказывают биологически вредное негативное воздействие на организм. Излучение ЭДС может быть связано с магнитным и электрическим полем, а также радиочастотами.
В момент, когда пользователь отправляет текстовое сообщение со смартфона, данные проходят весь путь до вышки сотовой связи, использующей радиоволны. С их помощью информация направляется в сетевой концентратор, на другие вышки и, наконец, направляется к тому абоненту, кому был отправлен текст. Большая часть пути подобной передачи данных происходит по беспроводной сети. То же самое касается и работы Wi-Fi-маршрутизатору. Он должен иметь возможность подключать устройства, находящиеся в различных частях квартиры или дома, в том числе, преодолевать различные препятствия и несущие стены.
Очевидно, что когда речь заходит о радиочастотном излучении, риск от воздействия намного выше, потому что оно действительно определенным образом влияет на организм. Помимо негативного влияния на здоровье, помехи могут дестабилизировать работу устройств, замедляя и прерывая работу их ключевых функций. Именно здесь в игру вступают радиочастотные и экранирующие ткани. Подобные защитные материалы – это именно то, что позволяет блокировать любые радиоволны. Они позволяют не только защитить здоровье человека, но и гарантировать приватность персональной конфиденциальной информации, хранящейся в памяти личного смартфона.
Особенности действия защитной ткани
Материалы, блокирующие электромагнитные волны, впервые появились на международном рынке несколько лет назад. Они были созданы в целях защиты от высокотехнологичных мошенников, похищающих данные с кредитных карт, паспортов, смартфонов. Позже ткань Фарадея стала использоваться для блокировки от взлома ноутбуков и бесконтактных ключей от автомобилей. Люди начали помещать мобильные телефоны в специальные чехлы, сумки и защищенные карманы. Спрос на подобный вид текстиля, вне всяких сомнений, со временем будет расти по мере того, как все больше производителей будут внедрять сенсорные и коммуникационные технологии в ткани.
Переносным устройствам сегодня требуется защита от электромагнитных помех (ЭМИ), регулярно создаваемых смартфонами. Желательно, чтобы подобная блокировка должна быть интегрирована в повседневную одежду или аксессуары. Ткань Фарадея обладает способностью блокировать электромагнитные помехи лучше, чем любые другие материалы. Подобные проблемы возникают ввиду наличия остаточных электромагнитных полей, создаваемых электронными устройствами. Пользователи замечают такие проявления как гудение, замедление или временный сбой в работе устройств различной конфигурации. В некоторых случаях это является временным неудобством, но эти моменты становятся все более частыми с расширением функционала смартфонов, планшетов и ноутбуков.
Экранирование способно эффективно поглощать и отражать электромагнитные волны, поэтому оно не только защищает смартфоны и электронные гаджеты от повреждений программного обеспечения, но и ограничивает людей от негативного воздействия электромагнитного поля. В рамках исследования, проведенного в Соединенных Штатах, были протестированы ткани, которые находились на хранении в нормальных условиях в течение двух лет. Результаты показали лишь небольшое снижение эффективности экранирования, которое составило примерно 10%. Подобные данные позволяют утверждать, что эффективность защитных тканей Фарадея находится на самом высоком уровне.
Как можно использовать защитные ткани
Согласно тестированиям тканей Фарадея, смартфон, помещенный в подобный материал, моментально перестает функционировать. Подобное проявление, по сути, есть не что иное как полное выключение любых сигналов, как выемка батареи из мобильного телефона. Кроме того, уровень излучения в помещении после добавления ткани на окна либо стены значительно уменьшается.
Материал широко используется в учреждениях, обслуживающих высокие технологии. Из него давно производятся сумки для транспортировки специального оборудования и сотовых устройств, которые эксплуатируются военными лицами во всем мире. Общеизвестно, что большая часть передаваемых в армии сообщений держатся в секрете от общественности, а ткань Фарадея гарантирует защиту и предотвращает утечку любого сигнала.
Масштабы использования продукта для защиты от электромагнитных и вредных радиоактивных полей на данный момент действительно велики. Ткань Фарадея используется военнослужащими, аэрокосмической инженерией и секретной промышленностью, а также применяется в других сферах, где информация должна оставаться защищенной и находиться в полной безопасности.
Сегодня подобное решение по защите персональных и корпоративных данных стало доступно широкой публике. Оно используется для обеспечения приватности компьютеров и устройств, хранящих личную информацию. Что касается домашнего применения, некоторые люди закрепляют защитную ткань вокруг устройств в целях блокировки воздействия солнечных вспышек и ударов молнии. Незначительное финансовое вложение в подобные решения может сэкономить деньги в долгосрочной перспективе, так как эффективно защищенные устройства, без сомнений, прослужат владельцу значительно дольше.
Продукция изготавливается из тонкой и легкой металлической сетки, которая декорируется износоустойчивой тканью. К примеру, в большинстве защитных костюмов используется серебристая сетчатая ткань для блокировки радиочастотного излучения, с подкладкой из хлопка для обеспечения комфортного ношения. Некоторые производители реализуют высококачественное антирадиационное нижнее белье, популярность которого во всем мире сегодня набирает обороты. Мужчины носят специальные боксеры, чтобы защитить репродуктивные органы от воздействия ЭМП, транслируемые смартфонами.
Сфера применения защитных сеток:
Экранирующие тканные материалы могут использоваться для экранирования помещений и домов различной конфигурации. Они незаменимы при создании лабораторий, личных кабинетов, обустройства детских комнат, локальных офисов, медицинских кабинетов и т.д. Изделия надежно защищают от воздействия электромагнитных излучений в широком диапазоне частот, поэтому универсальны в использовании
Преимущества ткани с сеткой Фарадея
В некоторых случаях возникает острая необходимость в блокировке всех сигналов для проведения переговоров в условиях максимально возможной приватности. В таком случае ткань Фарадея будет незаменимой. Она обеспечивает стабильный непрерывный барьер, блокирующий любые электромагнитные сигналы и защищают от любого другого оборудования, находящегося вблизи, значительно снижая радиочастотные помехи.
Среди неоспоримых достоинств использования защитных тканей:
Чтобы протестировать работу защитной ткани, необходимо завернуть в нее смартфон и посмотреть, получится ли осуществить вызов по мобильной связи. Если материал ослабляет 99% или более ЭДС и радиочастотного излучения, смартфон звонить не станет. Когда устройство будет вынуто из защитной ткани, можно наблюдать, что оно не будет иметь сигнала в течение нескольких секунд. Определенный временной промежуток требуется смартфону для восстановления связи с вышками.
Как выбрать и заказать защитную ткань
Чтобы приобрести уникальный материал по заводской цене, необходимо связаться с менеджером магазина удобным способом. Рулон сетки Фарадея для блокировки сигналов реализуется в различных размерах, длина нарезается в соответствии с пожеланиями заказчика. Защитная ткань Фарадея – оптимальное решение для обустройства приватного пространства, создания эксклюзивной одежды и аксессуаров для мобильных средств.