تاثیر پودر فلز سرب و سرباره آن بر خواص مکانیکی و عملکرد حفاظتی بتن در برابر پرتوهای گاما و ایکس

بتن های سنگین حاوی مواد فلزی مانند سرب و سرباره سرب، به عنوان یک راهکار موثر در حفاظت در برابر تشعشعات یون ساز شناخته می شوند. هدف این تحقیق بررسی تاثیر افزودن پودر سرب و سرباره سرب بر خواص مکانیکی و توان حفاظتی بتن بود. در این پژوهش، نمونه های بتن با درصدهای مختلف جایگزینی سنگدانه با سرباره و افزودن پودر سرب ساخته شدند. پس از عمل آوری ۲۸ روزه، مقاومت فشاری، تراکم و عملکرد تابشی آن ها در برابر منابع ۱۳۷ 𝐶𝑠 و ۶۰ 𝐶𝑜 مورد ارزیابی قرار گرفت. علاوه بر آن، پایداری زیست محیطی بتن های حاوی سرباره از منظر آبشویی عناصر سمی (Heavy Metal Leaching) مورد بررسی قرار گرفت (Chen et al., ۲۰۰۹). نتایج نشان داد که افزودن سرباره و پودر سرب باعث افزایش متوسط ۴۰ درصدی مقاومت مکانیکی و کاهش ۶۰ درصدی ضخامت نصف شدگی (HVL) پرتو می شود. این بهبود به دلیل افزایش قابل ملاحظه در چگالی بتن و عدد اتمی موثر (𝑍 𝑒𝑓𝑓) است. ترکیب بهینه بتن، شامل ۵۰ تا ۷۵ درصد جایگزینی سنگدانه با سرباره و ۵ تا ۱۰ درصد پودر سرب بود. یافته ها تایید می کنند که بتن سیمانی، به دلیل مکانیزم جامدسازی/تثبیت (S/S)، قابلیت بالایی در محصور کردن ایمن فلزات سنگین دارد (Li et al., ۲۰۱۲). این بتن های سنگین راهکاری علمی، اقتصادی و پایدار برای ساخت سازه های حفاظتی در صنایع پزشکی و هسته ای هستند (Ouda, ۲۰۱۵).

کلیدواژه ها:

بتن سنگین ، سرباره سرب ، پودر سرب ، تشعشعات رادیواکتیو ، مقاومت مکانیکی ، تثبیت فلزات سنگینS/S