Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают уникальное нанопокрытие для защиты от радиации, способное к "самолечению". Оно поможет защитить электронику и серьезно повысить радиационную стойкость различных материалов в атомной и космической отрасли, рассказали авторы. Результаты опубликованы в журнале Metals

Новые радиационно-стойкие материалы, как объяснили специалисты, позволят не только усовершенствовать многие объекты ядерной промышленности, но и эффективно защитить электронику от разрушения радиацией. Особенно актуальна такая защита для космонавтики — космическая радиация способна быстро вывести из строя электронику вне защиты земной атмосферы. 

Главная опасность радиации — воздействие заряженных частиц и нейтронов. Ученые ТПУ экспериментально подтвердили, что создаваемое ими многослойное композитное нанопокрытие из циркония и ниобия способно самостоятельно "залечивать" дефекты, причиняемые этими факторами.  

“Радиационные дефекты в материалах — либо вакансии, то есть выбитые из кристаллической решетки атомы, либо дополнительные атомы, "застрявшие" в ней. Оба типа повреждений могут накапливаться, приводя к негодности изделий. После длительного облучения нашего покрытия пучком протонов концентрация дефектов или остается неизменной, или уменьшается за счет стока дефектов к границам слоев, где они взаимоликвидируются”, — объяснил доцент отделения экспериментальной физики Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Роман Лаптев

Такие свойства покрытия открывают широкие возможности для повышения радиационной стойкости различных материалов в ядерной и авиакосмической промышленности, уверены исследователи. Композит, получаемый методом магнетронного напыления, состоит из пяти слоев каждого материала толщиной около 100 нм.  

“Просвечивающая микроскопия и рентгеноструктурный анализ показали, что после облучения в структуре возникают напряжения за счет накопления протонов. И расчеты, и эксперименты выявили смещение атомов циркония из оптимального положения с образованием областей пониженной электронной плотности, вблизи которых накапливаются внедренные ионы и при анализе аннигилируют позитроны”, — рассказал Лаптев. 

Для экспериментального анализа структуры дефектов до и после облучения использовался уникальный метод высокой чувствительности — спектрометрия доплеровского уширения аннигиляционной линии с применением пучков позитронов с регулируемой энергией, отметили ученые. 

Исследования проводились в рамках проекта Российского научного фонда №20-79-10343 в сотрудничестве со специалистами НОЦ им. Вейнберга и Лаборатории Ядерных проблем им. Джелепова Объединенного института ядерных исследований. В дальнейшем научный коллектив планирует исследования нового материала при более высоких дозах облучения. 

Источник: РИА Новости

Источники

Ученые ТПУ разрабатывают способное к "самолечению" нанопокрытие для улучшения радиационной стойкости материалов
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 09/06/2021
Russia Unveils Special Coating With Unique Properties for Radiation Protection
Sputnik (sputniknews.com), 09/06/2021
Ученые ТПУ разрабатывают покрытие против радиации, обладающее эффектом самовосстановления
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 10/06/2021
Ученые ТПУ разрабатывают покрытие против радиации, обладающее эффектом самовосстановления
Российский научный фонд (рнф.рф), 10/06/2021
Ученые ТПУ разрабатывают покрытие против радиации, обладающее эффектом самовосстановления
Российский научный фонд (rscf.ru), 10/06/2021
Томские ученые создают покрытие против радиации с эффектом самовосстановления
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 11/06/2021
Ученые ТПУ разрабатывают способное к "самолечению" нанопокрытие для улучшения радиационной стойкости материалов
Ритм (ritm-magazine.ru), 11/06/2021
Ученые ТПУ разрабатывают способное к "самолечению" нанопокрытие
ЛибИнформ (libinform.ru), 16/06/2021

Похожие новости

  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    936
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1433
  • 19/08/2016

    В МИСиС разработали супермагнит для реализации проектов в Арктике и в космосе

    ​Ученые Национального технологического исследовательского университета МИСиС разработал супермагнит, который сохраняет свои свойства при экстремальных условиях и может использоваться, как в Арктике, так и в космосе.
    1719
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    584
  • 17/03/2021

    «Начинку» датчиков для беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в ТПУ аспиранты из Вьетнама

    Электронные компоненты датчиков для автономной навигации беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в Томском политехническом университете молодые ученые из Вьетнама Ло Ван Хао и Буй Дык Бьен.
    408
  • 24/03/2021

    Учёные ТПУ нашли способ эффективнее прогнозировать свойства изотопологов диоксида хлора

    Ученые Томского политехнического университета провели исследование изотопа 35ClO2 и разработали математическую модель и программное обеспечение, которые позволяют предсказывать его характеристики в десятки раз точнее по сравнению с известными результатами.
    339
  • 10/02/2021

    Учёные исследуют высокоэнтропийные сплавы – материалы нового класса

    Учёные и аспиранты кафедры естественнонаучных дисциплин СибГИУ (участник НОЦ «Кузбасс») в содружестве с коллегами из Института сильноточной электроники СО РАН, Самарского национального исследовательского университета имени академика С.
    589
  • 29/12/2020

    Дмитрий Седнев: «Наша школа играет роль интегратора»

    ​Директор Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Дмитрий Седнев поделился результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказал о целях и задачах на будущий год.
    1063
  • 26/10/2020

    Более 300 ученых обсуждают в ТПУ методы получения изотопной продукции

    ​26 октября в Томском политехническом университете стартовала VI Международная научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Изотопы: технологии, материалы и применение». В конференции принимают участие более 300 молодых ученых, аспирантов и студентов из России, Казахстана, Чехии, Китая, Беларуси.
    940
  • 28/12/2020

    Александр Матвеев: «Нашему коллективу по плечу достижение амбициозных целей»

    ​​Александр Матвеев, руководитель Инженерной школы энергетики, рассказал, каким был для коллектива 2020 год, а также о задачах и планах на будущее. ​   В 2020 году глобальной задачей для нашей школы и всего университета стало обеспечение учебного процесса в невероятно сложных условиях пандемии без потери качества образования.
    564