Zeitschrift für Kernenergiewissenschaft und Energieerzeugungstechnologie

Untersuchung geeigneter Legierungen zur Abschirmung von Röntgen-/Gammastrahlen

KV Sathish*, R Munirathnam, KN Sridhar, HC Manjunatha, N Sowmya und L Seenappa

Der Schwerpunkt der vorliegenden Untersuchung liegt auf Parametern zur Abschirmung von Röntgen- und Gammastrahlung wie Massendämpfungskoeffizient (μ/ρ), mittlere freie Weglänge (λ), Zehntelwertschicht (TVL), effektive Ordnungszahl (Zeff), spezifische Gammastrahlenkonstante (Γ), Strahlenschutzeffizienz (RPE), in Materie freigesetzte kinetische Energie (KERMA), Aufbaufaktor, spezifischer Absorptionsanteil (φ) und relative Dosis. Es werden unterschiedliche Legierungen wie Eisen-Bor, Eisen-Silizium, Gallium, Blei, Aluminium, Silizium-Bor, Zink und Silizium-Germanium untersucht. Aus jeder Kategorie wird der beste Absorber für Röntgen- und Gammastrahlung ausgewählt. Unter den untersuchten Eisen-Bor-Legierungen erwies sich Fe0,95B0,05 als guter Absorber für Röntgen- und Gammastrahlung. Ebenso erwiesen sich Ferrosilizium (Fe0,21Si0,79), Galinstan (Ga0,685In0,215Sn0,1), Molybdochalkos (Cu0,1Pb0,9), Ni-Ti-Al (Ti0,4Al0,1Ni0,50), Silizium-Bor-Legierung (Si0,95B0,05), Zinklegierung (Cu0,7Ni0,15Zn0,15) und Silizium-Germanium-Legierung (Si0,1Ge0,9) als gute Absorber unter den Eisen-Silizium-, Gallium-, Blei-, Aluminium-, Silizium-Bor-, Zink- und Silizium-Germanium-Legierungen. Um die geeignete Legierung für die Abschirmung von Röntgen- und Gammastrahlen auszuwählen, haben wir außerdem die Abschirmeigenschaften dieser ausgewählten Legierungen verschiedener Kategorien im Detail untersucht. Die detaillierte Untersuchung zeigt, dass Molybdochalkos (Cu0,1Pb0,9) ein guter Absorber mit höheren Werten für μ/ρ, Zeff, Γ, RPE, KERMA, Aufbaufaktor, spezifischen Absorptionsanteil und relative Dosis ist, während die Werte für λ und TVL niedriger sind. Daher ist die Molybdochalkos-Legierung unter allen untersuchten Legierungen ein wirksames Material zum Schutz vor Röntgen-/Gammastrahlen. Die Energien, bei denen die Strahlenschutzeffizienz für eine untersuchte Legierung maximal (E _opt ) und minimal (Es ) ist, wurden ebenfalls ermittelt. Um dies praktisch nutzen zu können, müssen weitere mechanische, thermische und strukturelle Eigenschaften untersucht werden.