Grafen Radyasyon Koruması

Grafen Radyasyon Koruması

Radyasyon Koruması Nedir?

Radyasyon koruması, yıllardır önemli bir bilimsel araştırma konusu olmuştur çünkü radyasyon ilk başta insan sağlığını etkiler. Bilim adamları, radyasyonu optimum malzemelerle minimum seviyede tutmaya çalışıyorlar. Hemen hemen her malzeme, gama veya X ışınlarına engel teşkil edebilir ancak verimlilik, boyut, kütle, maliyet vb. , malzeme seçiminde belirleyici parametrelerdir. Kurşun, kalay, bakır ve beton bugünlerde radyasyon kalkanı için en yaygın kullanılan malzemelerdir. Aşağıdaki Şekil 1, bazı radyasyon koruma malzemelerinin şematik gösterimini göstermektedir.

Radyasyon Koruması için Grafen nasıl kullanılır?

Özel bir karbon şekli olan grafen (bkz. Şekil 2), düşük atomik sayı değeri olan Z = 6 olması nedeniyle zayıf radyasyon emici kategorisindedir. Bu, sadece bir atomunun atom kalınlığı olduğu düşünülürse şaşırtıcı değildir. Bununla birlikte, son zamanlarda yapılan çalışmalar grafenin çok katmanlı grafen levha şeklinde olduğunda radyasyon kalkanı olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Bir grafen levha, yaklaşık 10 mikron kalınlığındadır ve bir düzineden fazla tek tabakayı içerir.

“Ancak, son çalışmalar, grafenin çok katmanlı formda grafen levha halinde radyasyon kalkanı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.”

Katmanlı yapıda, en verimli emme katmanı, her iki tarafta bulunan iki ortamın girişlerinin toplamı ile eşleşen bir iletkenliğe sahip olmalıdır. Serbest havada, karşılık gelen iletkenlik, 188 Ohm / sq dirence karşılık gelen 5.31 mS karedir.

Birbirine paralel birkaç grafen katmanı bu değerleri karşılayabilir.

Universite De Namur tarafından yapılan bir deney bu gerçeği kanıtladı. Deneyde, her biri grafen ile kaplanmış ince polimer filmler, mikrodalgayı absorbe etmek için kaç katmanın gerekli olduğunu belirlemek için katman katman yerleştirildi. Mikrodalgaları absorbe etmek için sadece altı katman yeterliydi. Aynı deney, 3-5 nm kalınlığa sahip metalik katmanlar ile gerçekleştirildi, ancak bükülmeye ve korozyona karşı çok kırılgandı.

Başka bir çalışma ayrıca grafen oksidin, en çok toksik ve radyoaktif, uzun ömürlü insan yapımı radyonüklidlerin bazılarını, kirli sudan ve 2.0 değerinde pH değerine sahip asitli çözeltilerden bile uzaklaştırdığını göstermiştir (Anna, Alexander, Kalmykov & James (2013)).

Görüntü Kaynağı:https://www.unamur.be/en/sci/carbonnage/research-activities/graphene/shielding

Sonuç olarak, radyasyon koruma önemli bir teknolojik sorundur çünkü radyasyon hem insanlar hem de gelecekteki nanoteknoloji için büyük bir endişe kaynağıdır. Birçok çalışmada tartışıldığı gibi, grafen, düşük üretim maliyeti, hafifliği ve diğer geleneksel koruyucu malzemelere kıyasla radyasyon emiliminin yüksek etkinliği nedeniyle yansıtılan yeni koruyucu malzemedir.