Создан сверхлегкий материал для защиты от нейтронного излучения

Он подходит для создания установок бор-нейтронозахватной терапии рака, сообщила в четверг пресс-служба Российского научного фонда (РНФ), передает tass.ru

"В отличие от широко применяемых на практике средств нейтронной защиты на основе металлических пластин или полимерных композитов, борилированный аэрогель обладает крайне низкой плотностью, легко формуется и не проявляет токсических свойств. Новый материал отвечает и другим требованиям к специализированным средствам защиты", - заявил заведующий лабораторией Института общей и неорганической химии РАН (Москва) Александр Баранчиков, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Материал, по словам его разработчиков, может быть уже сейчас использован для защиты пациентов от нейтронного облучения при прохождении курсов бор-нейтронозахватной терапии рака. Она представляет собой новую форму радиотерапии опухолей, в рамках которой раковые клетки уничтожаются при помощи потока нейтронов, разогнанных при помощи ускорителя частиц.

Эти частицы поглощаются атомами бора-10, химического элемента, чьи соединения вводятся непосредственно в опухоль. Захват нейтронов атомами бора приводит к их распаду и образованию альфа-частиц, быстро уничтожающих раковые клетки. Это позволяет очень точечно и эффективно бороться с раком при минимальной радиационной нагрузке на организм пациента.

Сверхлегкая защита от нейтронов

Баранчиков и его коллеги разработали новый сверхлегкий материал, который позволяет дополнительно снизить уровень облучения здоровых тканей тела пациентов. Он представляет собой кремниевый аэрогель, наполненный соединениями бора. Плотность этого материала примерно в 12 раз меньше воды, при этом он столь же эффективно поглощает нейтроны, как и полимерные композиты и металлы, применяемые для этих целей сегодня.

"Находящиеся в составе аэрогеля молекулы воды служат для замедления нейтронов, а атомы бора их полностью поглощают. При этом содержание бора в материале достаточно мало, всего около 1%, что заметно ниже, чем в известных аналогах (до 40-45%). Высокую эффективность материала удалось обеспечить благодаря очень равномерному распределению атомов бора по объему аэрогеля", - пояснил исследователь.

По словам ученых, этого им удалось достичь благодаря синтезу особого соединения, каждая молекула которого содержит по десять атомов бора. Это вещество способно прочно соединяться с кремниевой основой аэрогеля, что позволяет равномерно распределить атомы бора по толще материала. В результате этого он в 300 раз превосходит обычный аэрогель по способности поглощать нейтроны.

Как отмечают Баранчиков и его коллеги, созданный ими аэрогель можно применять не только в медицинской отрасли, но и в различных промышленных и научных установках, которые вырабатывают большое число нейтронов, потенциально способных ухудшить здоровье работников этих предприятий или повредить электронные компоненты прибров.