Моделирование взаимодействия ускоренных электронов с энергией 1–10 MeV с радиационно-защитным полимерным композитом

Применение физико-математического моделирования позволяет изучать процессы, происходящие при взаимодействии ускоренных электронов различной энергии с исследуемыми материалами. Рассмотрен полимерный композит на основе фторопласта и карбида вольфрама с целью его применения в качестве биологической защиты в установках линейных ускорителей частиц с энергией электронов до 10 MeV. Исследована возможность модифицирования наполнителя, проведен синтез радиационно-защитного материала. Также изучено моделирование влияния ускоренных электронов на разработанный композит и определены его прочностные характеристики. Модифицирование порошка карбида вольфрама позволило создать гидрофобную оболочку. Эффективный пробег электронов в чистом фторопласте при энергии последних 1, 5 и 10 MeV составил 3, 14 и 28 mm соответственно. Добавка к полимерной матрице 30 mass% карбида вольфрама привела к уменьшению толщины вещества, поглощающее данные частицы, на 51–34%. При увеличении концентрации наполнителя в 2 раза эффективный пробег электронов уменьшился на 56–6% по сравнению с бездобавочным составом. Оценено изменение физико-механических свойств синтезированных материалов, которое показало, что добавление 30 mass% карбида вольфрама к фторопласту привело к снижению прочности при изгибе на 23.4%, а двукратное увеличение содержания наполнителя 60 mass% – на 16.9%. Результаты работы позволяют прогнозировать поведение композитов в условиях воздействия ускоренных частиц, а также оптимизировать составы данных материалов для улучшения их радиационно-защитных свойств.