Российские ученые обнаружили соединения для АЭС нового поколения

МОСКВА, 17 окт — РИА Новости. Химики впервые обнаружили, что некоторые вещества на основе редкоземельных элементов устойчивы к радиации. Они найдут применение в космической технике, на атомных электростанциях и территориях, зараженных радионуклидами. Результаты опубликованы в журнале Scientific reports.

Соединения редкоземельных металлов (лантаноидов) благодаря особенностям своего строения имеют ряд уникальных свойств. Они могут светиться при облучении ультрафиолетом, проявлять магнетизм или превращать световую энергию в электричество.

Химики из Института металлоорганической химии имени Г. А. Разуваева и Нижегородского государственного университета выявили, что некоторые металлоорганические соединения редкоземельных элементов устойчивы к ионизирующему излучению. Такое свойство лантаноидов обнаружено впервые.

Ионизирующее излучение пагубно влияет не только на живые организмы, но и на кристаллические соединения, которые входят в состав электронной техники. В итоге приборы могут работать некорректно. Поэтому разработка новых материалов, устойчивых к радиации, — одна из важнейших задач современного приборостроения.

«

"Металлоорганические материалы на основе редкоземельных металлов обладают ценными полупроводниковыми и люминесцентными свойствами. Это обеспечит создание надежных приборов контроля и отображения информации, а также длительного освещения для работы в условиях повышенной радиации, — цитирует пресс-служба РНФ руководителя проекта Михаила Бочкарева, заведующего лабораторией химии редкоземельных элементов Института металлоорганической химии имени Г. А. Разуваева. — Более того, такая высокая радиационная устойчивость поможет в будущем разработать установки для прямого преобразования ядерной энергии в электричество. Это позволит создать атомные электростанции нового поколения".

Исследователи облучали образцы органических комплексов лантаноидов потоками нейтронов и гамма-квантов, полученными от распада радиоактивного изотопа урана. Общая доза поглощенной радиации составила 1300 Грей, что почти в тысячу раз больше смертельной для человека. На каждом этапе работы ученые проверяли цвет и другие оптические свойства образца, форму, внешний вид и электрические параметры, сравнили молекулярную структуру кристаллов комплексов до и после облучения. Образцы не изменились.

© Фото : Balasheva et al. / Scientific reports, 2019.

Образцы до (справа) и после (слева) облучения. Стеклянные трубки (1) изменили цвет, а колбы с редкоземельными соединениями [La(NpSON)3]2 (2) и [Sm(NpSON)3]2 (3) - нет

Устойчивость новых веществ к излучению почти на 50 процентов выше, чем у материалов, применяемых сегодня. Использование их в электронных устройствах сделает приборы более надежными и долговечными. Например, доза в 900 Грей приводит к необратимому изменению электрических свойств кремния в составе солнечных батарей, но практически не влияет на комплексы лантаноидов.