هفت‌برکه – گریشنا: دکتر عبدالله خورشیدی، دکترای فیزیک هسته‌ای، و دو تن از همکارانش یک مقاله‌ی پژوهشی در مورد نقش نانوذرات سیلیسیوم در بهبود خواص حفاظتی سیمان در برابر تابش‌های مضر در مجله‌ی معتبر هلیون منتشر کردند.
در مقاله‌ی ارایه شده توسط دکتر عبدالله خورشیدی با نام دانشکده پیراپزشکی گراش و با همکاری پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، با افزودن نانوذرات اکسید سیلیسیوم به بتون، نوع حفاظ‌سازی در برابر اشعه مورد بررسی قرار گرفته است. بتون یکی از مهمترین مصالح مورد استفاده در ایمن‌سازی اتاق‌های پرتودرمانی و ساختمان رآکتورهای هسته‌ای است. درصد ترکیبات و چگالی بتون مهمترین شاخص در تضعیف پرتوهای مضر گامای حاصل از دستگاه‌های پرتوپزشکی است.
در این پروژه با استفاده از یک ضریب جدید، رابطه‌ای بین نانوذرات و چگالی بتون تعریف شده است که در آن ساختار خلل و فرج و نرخ جداسازی جفت-آبشارهای تولیدی ارزیابی شده‌اند. همچنین، درصد تخلخل بتون حاصل از نانوذرات و احتمال جداسازی آنها در ابعاد بسیار کوچک فرمول‌بندی شده اند. این روش در مقایسه با تزریق نانوپودرهای اکسید سرب یا سرب-تیتانیوم به بتون در روش رسوب همزمان و تشکیل پیش‌سازنده جوهر نمک ارایه شده است. در تحقیقات اخیر گزارش شده است که با تزریق ۳۰% نانو اکسید سرب یا اکسید سرب-تیتانیوم، چگالی بتون به ۲۹۰/۲ و ۴۱۰/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب می‌رسد. ولی در روش ارایه شده فقط با افزایش ۵/۱% نانو اکسید سیلیسیوم به سیمان معمولی، به ماکزیمم چگالی ۱۸/۲ گرم بر سانتیمتر مکعب می‌رسیم که تضعیف پرتوهای گاما با صرف هزینه کمتری امکان‌پذیر می شود. افزایش بیشتر تا ۲% یا ۲.۵% باعث کاهش مقاومت فشاری بتون می‌شود و ترکیب سیلیکات کلسیم C3S نیز کاهش می‌یابد. همچنین این کاهش، حرارت کمتری در گیرش سیمان تولید می‌کند که مناسب بتن‌ریزی‌های حجیم در هوای گرم است.
ملات سیمان از ذرات کوچک ژل‌های سیلیکات کلسیم و کریستال‌های بزرگ هیدراته شده به همراه حفرات مویینه و تک تشکیل شده است. بنابراین فضاهایی برای نانو ذرات وجود دارد تا بتوان خواص ملات سیمان را بهبود داد. پخش یکنواخت نانوذرات در ملات سیمان، آبدهی سیمان را تسریع و حفرات را پر می‌کند و مقاومت را نیز افزایش می‌دهد. علم مواد و متالورژی یکی از مهمترین اصول پدافند غیرعامل در برابر تابش اشعه یونیزان، مواد رادیواکتیو و برخورد پرتوهای مضر با افراد، اجسام و دیواره‌هاست.
جزییات این مقاله پژوهشی در ژورنال Heliyon، جلد ۵، شماره ۷ امسال به چاپ رسیده است (این لینک). این تحقیق که با مکاتبه‌گری دکتر خورشیدی انجام شده، در الزویر و اسکوپوس نیز نمایه می‌شود.
