ساخت، مشخصه يابي و شبيه سازي خواص حفاظت در برابر پرتوي گاماي نانوكامپوزيت لاستيك سيليكون آميخته با نانوذرات اكسيد بيسموت

Study gamma radiation protection properties of silicon rubber-bismuth oxide nanocomposites: Synthesis, characterization and simulation

در اين پژوهش بعد از ساخت نانوكامپوزيت لاستيك سيليكون با افزودني ذرات اكسيد بيسموت، قابليت جذب پرتوي گاما آن مورد بررسي قـرار گرفت. با توجه به اينكه زمينهي پليمري و نانوذرات در يكديگر قابل امتزاج بودند، روش فرآوري محلول جهت آمادهسازي نمونه انتخاب شـد و آزمايش ميزان تضعيف پرتو گاما در برابر چشمهي آمرسيوم صورت گرفت. نتايج آزمايش تضعيف نشان ميدهد كه حفـاظهـاي نـانوكـامپوزيتي ساخته شده از كارايي بالايي برخوردار هستند بهطوري كه حفاظ لاستيك سيليكون – اكسيد بيسموت با ضخامت 2/15ميليمتر و 70درصد وزني پركننده، 82درصد فوتونهاي چشمهي آمرسيوم را جذب ميكند. در نهايت با استفاده از كد مونتكارلو بـراي نمونـه هـاي تهيـه شـده در مقابـل چشمه ي آمرسيوم شبيه سازي انجام شده و نتايج به دست آمده با نتايج تجربي مقايسه شد؛ كه اين كد نتايج تجربي را تائيد ميكند.

By use of silicon rubber as polymeric matrix and bismuth oxide as fillers, composite materials were fabricated up to 70 wt% and their gamma ray attenuation was studied. Due to the fair solubility of bismuth oxide particles in polymer matrix, the solution intercalation method is used for nanocomposite fabrication. The applied source for radiation attenuation test was 241Am with photon energies 59.5 KeV. The experimental results showed that the fabricated samples have high performance in low energy X ray shielding. For example, the 70% wt sample with the thickness 0.215cm is able to absorb 82% of photons of 241Am. To verify the experimental results, the attenuation process was simulated by MCNP-4C code and it was found that the simulation coincide with the experiment.