Investigation of radiation-protective characteristics of a polyethylene composite with samarium oxide to neutron and gamma radiation

В данной статье рассматриваются разработка и исследование нового радиационно-защитного полимерного композита на основе полиэтилена высокого давления, наполненного оксидом самария (Sm2O3). Были проведены микроструктурные исследования разработанного композита и изучены его физико-механические характеристики. Показано, что введение оксида самария увеличивает линейный коэффициент ослабления гамма-излучения во всем исследованном диапазоне энергий. Так, при энергии 0,662 МэВ линейный коэффициент ослабления увеличивается с 0,08 до 0,14 см⁻¹, а массовый коэффициент — с 0,085 до 0,109 см²/г. Установлено, что слой 15,8 смПЭ/Sm2O3 обеспечивает многократное снижение интегральной дозы гамма-излучения во всем спектре и особенно эффективно работает в диапазоне энергий порядка 0,5–2 МэВ, характерном для значительной части вторичного гамма-фона за структурами. Интенсивность нейтронного потока за экраном из 15,8 см ПЭ/Sm2O3 снижается на 1-2 порядка благодаря эффективному замедлению быстрых нейтронов на атомах водорода матрицы и последующему захвату тепловых нейтронов ядрами самария. Этот материал может использоваться для защиты от смешанных полей ионизирующего излучения, в частности от быстрых и тепловых нейтронов, в открытом космосе, что чрезвычайно важно для обеспечения безопасности экипажей в межпланетных миссиях дальнего действия.