Исследователи из Университета Атенео де Манила и Национального университета — кампуса Mall of Asia нашли удивительное новое применение обильному количеству вулканического пепла, разбросанного по Филиппинам: его можно использовать для защиты от вредного излучения.

Радиационная защита необходима для больниц, промышленных объектов и ядерных установок. Эти места используют ионизирующее излучение в полезных целях, например, для помощи врачам в лечении больных органов и сломанных костей, поиска слабых мест в зданиях или для стерилизации продуктов питания для более длительного срока хранения.

Хотя и полезно, воздействие ионизирующего излучения может быть вредным в течение длительного времени — отсюда и необходимость экранирования. Однако, в настоящее время доступные материалы, такие как бетон и свинец, могут быть дорогими и опасными для окружающей среды. Строительные материалы, изготовленные из вулканического пепла, предлагают потенциальную устойчивую и легкую альтернативу.

В 2020 году вулкан Тааль извергся и покрыл большие площади Лусона пеплом, создав серьезные проблемы с утилизацией. Вместо того чтобы рассматривать этот пирокластический материал как отходы, исследователи Флойд Рей П. Пландо, Майрис В. Супнад и Джоэл Т. Макуилинг изучили потенциальное использование вулканического пепла Тааль (TVA) в строительных целях.

Они проверили физические и химические свойства геополимерного раствора на основе TVA и обнаружили, что естественное присутствие богатых железом минералов придает ему сильные свойства ослабления радиации.

«Железо обладает большей силой взаимодействия, поскольку содержит больше электронов. Кроме того, это плотный металл из-за своей тяжелой и плотно упакованной структуры. Высокоэлектронный и более плотный материал, такой как TVA, имеет более высокую эффективность в блокировании опасных рентгеновских и гамма- лучей », — сказал Пландо.

«Более того, оптимальная смесь вулканического пепла и агрегатов приводит к эффективному ослаблению фотонов (излучения) из-за возникающего беспорядка (энтропии) в микроструктурах гранулированного вещества», — пояснил далее Макуилинг.

Поскольку на тектонически активном Филиппинском архипелаге в изобилии присутствуют вулканические материалы, это открытие предлагает практичный способ управления отходами, образовавшимися в результате стихийных бедствий, а также повышает безопасность в критических зонах.

Необходимы дальнейшие исследования для повышения долговечности материала и оптимизации его защитных свойств, но этот прорыв показывает, что даже побочные продукты катастрофических природных явлений могут привести к значимым и спасающим жизни инновациям.