印度理工學院(IIT)古瓦哈提的科學家們開發出一種新方法,能製造出更強韌、耐用的水泥,該水泥能有效阻擋核設施中的有害輻射。這種水泥是通過混合多種微小顆粒製成的,既可作為結構材料,也可作為輻射防護屏障。隨著對無碳排放能源來源需求的增加,核能的優勢再次受到關注。與太陽能和風能發電廠不同,裂變發電廠可以按需啟動,並以低廉的價格提供豐富的能源。儘管它們不會排放碳,但會產生放射性廢物。近年來,新型核技術如小型模塊反應堆(SMRs)和微型反應堆則在探索使用使用過的燃料來為其運行提供動力。然而,對核電廠安全性的擔憂仍然存在。儘管涉及核電廠的事故非常罕見,但這些事件通常影響公眾對核能的看法。研發輻射防護水泥或有助於減輕人們對核設施洩漏的恐懼。
水泥是當今所有主要建築結構中的關鍵成分。因此,古瓦哈提 IIT 土木工程系的 Hrishikesh Sharma 教授帶領的研究團隊決定不尋找新材料來提高核電廠的安全性,而是提升水泥的強度和輻射防護能力。為此,研究人員將水泥與四種微小顆粒結合,分別是硼氧化物、鉛氧化物、銻氧化物和鎢氧化物。團隊在水泥中添加了少量這些微小顆粒,以測試其在 28 天後對水泥綜合強度的影響。此外,他們還研究了每種微小顆粒在阻擋含伽馬射線和中子輻射場方面的能力。研究人員發現,每種微小顆粒在水泥中的影響存在差異。
通過提升混凝土對熱、負載和輻射的抵抗力,研究人員希望建造出更安全、更具韌性的核設施,這不僅包括核電廠,還包括小型模塊反應堆、微型反應堆和醫療輻射設施。Sharma 在新聞稿中解釋道:“核基礎設施的安全性在於其在極端機械和輻射環境下的材料性能。通過這項研究,我們已證明經過精心設計的微小顆粒改性水泥可以顯著提高結構完整性和輻射防護能力。”
研究人員接下來的計劃是將開發的水泥擴展到完整的混凝土配方設計,並在不久的將來對加強混凝土進行結構級測試。此外,研究人員正在優化微小顆粒的劑量,以在保持水泥輻射防護性能的同時實現更大的機械強度、可加工性和耐用性。Sharma 在新聞稿中補充道:“我們的最終目標是開發出下一代水泥基材料,不僅能抵抗惡劣的服務條件,還能提供可靠的混合輻射場防護。”
研究團隊正在尋求來自核能機構、建材製造商以及參與核設施開發公司的合作,以推進其研究並推向商業應用。




