Introduzione

Una procedura per ottenere lastre di plexiglass di elevato spessore, caricate con ossido di gadolinio in nano-grani in alta concentrazione. La procedura consente di produrre un materiale ibrido capace di moderare e catturare neutroni con elevata efficienza.

Caratteristiche Tecniche

Nel contesto dello sviluppo di un rivelatore di neutroni è stata inventata una procedura per ottenere lastre fino a 20 centimetri di spessore di plexiglass, caricate con nano-grani di ossido di gadolinio. Viene creata di una dispersione colloidale dei nano grani all’interno del monomero di partenza, a cui segue una particolare procedura di polimerizzazione. Per ottenere una distribuzione uniforme di ossido di gadolinio in alta concentrazione, superiore al 1% in massa, viene trattata la superficie delle nano particelle, in modo tale da minimizzare la formazione di aggregati e prevenire la sedimentazione degli stessi. Si ottiene quindi un materiale plastico ibrido, con una distribuzione di gadolinio uniforme, con eccellenti proprietà meccaniche, in particolare una buona resistenza alla trazione e alla scalfittura. Inoltre il materiale è facilmente lavorabile, può essere termoformato ed è resistente a temperature criogeniche. La semplicità e la flessibilità della procedura consentono di produrre il materiale anche a livello industriale, su larga scala. Infine è possibile, per applicazioni specifiche come gli esperimenti di fisica degli eventi rari, realizzare il prodotto con livelli di radio-purezza estremamente ridotti.

Possibili Applicazioni

• Rivelatori di neutroni ad alta efficienza;
• Esperimenti per la ricerca di materia oscura;
• Monitoraggio ambientale e di reattori nucleari;
• Controllo della non proliferazione nucleare;
• Sistemi di controllo di macchine per adroterapia oncologica o fisica medica.

Vantaggi

• Gadolinio integrato nel materiale plastico;
• Massima flessibilità in forma e dimensione;
• Facile da lavorare;
• Resistente a temperature criogeniche;
• Elevata radio-purezza;
• Economico da realizzare.