Kỹ thuật lắng hóa học (CBD) được sử dụng để phát triển các cấu trúc nano (NS) chì oxit (PbO) trên PbO. Hợp chất này được chế tạo bằng phương pháp lắng hơi vật lý (PVD) trên các chất nền thủy tinh. Hiệu ứng của nhiệt độ biến đổi từ 50 và 70 °C trên bề mặt, tính chất quang học và cấu trúc tinh thể của NS chì oxit đã được các nhà khoa học đánh giá. Các kết quả cho thấy nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến NS PbO và NS PbO trong pha tứ giác đa tinh thể Pb3O4. Kích thước tinh thể đối với màng PbO ở 50 °C là 85,688 nm và tăng lên 96,61 nm khi nhiệt độ đạt 70 °C. Các màng nano PbO cho tốc độ truyền cao, lần lượt là ∼70 và 75% trong quang phổ khả kiến ở 50 và 70 °C. Năng lượng thu được nằm trong khoảng 2,099–2,288 eV. Ngoài ra, các giá trị hệ số suy giảm tuyến tính của tia gamma từ nguồn phóng xạ Cs-137 tăng ở 50 °C. Hệ số truyền, bán kính di chuyển trung bình và hệ số suy giảm một nửa giảm ở 50 °C. Nghiên cứu này đánh giá mối quan hệ giữa NS oxit chì và sự suy giảm năng lượng bức xạ của tia gamma.
Bức xạ ion hóa được sử dụng từ đầu thế kỷ XX. Có nhiều nghiên cứu chi tiết về tác động bên ngoài của nó đối với người tiếp xúc với bức xạ từ bom nguyên tử và đối với nhân viên y tế như bác sĩ X-quang và bệnh nhân xạ trị. Tiếp xúc với bức xạ ion hóa liên tục ảnh hưởng đến các tế bào sống, gây ra bệnh tật và thậm chí tử vong. Do đó, cần cân nhắc các điều kiện an toàn cho những người tiếp xúc với bức xạ này hàng ngày ở nhiều mục đích khác nhau. Ba quy trình cơ bản được sử dụng để giảm thiểu các rủi ro bức xạ bên ngoài như thời gian, khoảng cách và che chắn. Che chắn bức xạ (tia gamma và tia X) được coi là một trong những điều quan trọng nhất đối với nhân viên bức xạ và công chúng nói chung. Hệ số suy giảm tia gamma và tia X rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực thực tế, chẳng hạn như chẩn đoán, liều lượng bức xạ, bảo vệ bức xạ (RP) và y học hạt nhân.
Chì (Pb, Z 1/4 82) là vật liệu bảo vệ bức xạ (RP) phổ biến nhất vì nó có số khối cao, làm suy yếu bức xạ gamma và cung cấp lá chắn tốt nhất chống lại bức xạ gamma sử dụng trong y tế, công nghiệp và lò phản ứng hạt nhân. Ngày nay, có nhiều yêu cầu hơn về việc sử dụng các hợp chất mới cho RP. Một trong những vật liệu RP phổ biến nhất là cấu trúc nano (NS). NS đã trở thành điểm quan tâm lớn của giới khoa học vì các tính chất quang học, điện, từ, nhiệt và hóa học độc đáo. Oxit kim loại là quan trọng nhất do chúng được ứng dụng trong nhiều công nghệ và thiết bị khác nhau. Các công nghệ này, bao gồm các thiết bị quang điện tử, pin mặt trời và pin có khả năng ổn định ở điện thế anot cao, có ý nghĩa quan trọng trong xây dựng điện hóa các chất tổng hợp khác nhau sử dụng để biến đổi các chất độc không an toàn thành các chất tích tụ ít gây hại hơn. Trong số các oxit kim loại này, oxit chì (PbO) quan trọng nhất trong pin dự trữ, thủy tinh và thuốc nhuộm. Cho đến nay, nhiều hình dạng khác nhau của PbO NS đã được chế tạo, ví dụ, nanoplate, nanostar, nanorod, nanopowder, nanosheet và nanotube. PbO là hợp chất bán dẫn thể hiện tiềm năng lớn do độ dẫn điện nhỏ, khoảng cách băng rộng, độ dẫn quang tốt và độ ổn định nhiệt và hóa học cao.
Các hạt nano oxit chì có thể gây độc nếu không được xử lý và sử dụng đúng cách. Chì là một kim loại nặng độc hại và khi hít phải hoặc nuốt phải ở nồng độ cao, nó có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Việc tiếp xúc với các hạt nano oxit chì đã được chứng minh là có hại cho hệ thần kinh, thận và gan. Do đó, phải thận trọng khi làm việc với các hạt nano oxit chì và tuân thủ tất cả các quy tắc an toàn cần thiết. PbO được phân loại thành hai loại, α-PbO và β-PbO, dựa trên các dải năng lượng lần lượt là 1,92 và 2,7 eV, cho các đặc tính cơ học, điện và quang học độc đáo. Do đó, chì monoxit có hiệu quả trong việc bảo vệ phóng xạ nhờ có mật độ cao (9,53 g/cm3). Ngoài ra, PbO có màu vàng và nồng độ số nguyên tử cao. Hơn nữa, nó là một hợp chất thuận lợi thích hợp cho hình ảnh liều thấp, độ phân giải cao. Oxit chì có thể được hình thành trong các pha cấu trúc khác nhau, chẳng hạn như PbO (α,β), Pb2O3, Pb3O4 và PbO2 (α,β). PbO đang được sử dụng để cải thiện khả năng chống đa dạng của thủy tinh, giảm nhiệt độ nóng chảy và tăng cường độ bền hóa học của vật liệu. Như đã đề cập trong một công trình trước đây, có nhiều cách để tạo ra cả PbO khối và PbO dạng bột nano, nhưng nỗ lực tìm ra một cách đơn giản để tạo ra PbO với khả năng kiểm soát kích thước và hình dạng của nó vẫn đang được phát triển. Hiện nay, đã có một số phương pháp như phương pháp hóa học, vật lý và sinh học, để chế tạo NS PbO.
Trong số các phương pháp tổng hợp PbO, kỹ thuật lắng hóa học (CBD) có giá cả phải chăng hơn các phương pháp lắng khác, được xem xét để sản xuất, đặc biệt là cho máy dò ánh sáng và tế bào chuyển đổi năng lượng ánh sáng. Đã đạt được oxit kim loại nhị phân bằng cách sử dụng kỹ thuật CBD để chuyển đổi năng lượng mặt trời hiệu quả thông qua tế bào quang điện hóa.
Cấu trúc của vật liệu đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng che chắn bức xạ gamma của vật liệu đó. Tính chất che chắn của vật liệu phụ thuộc vào sự kết hợp của số nguyên tử, thành phần, mật độ và tính chất cấu trúc của vật liệu đó. Các cấu trúc khác nhau có số nguyên tử và thành phần vật liệu khác nhau, có thể ảnh hưởng đáng kể đến tính chất che chắn bức xạ của vật liệu đó. Nhìn chung, các vật liệu có số nguyên tử cao hơn, chẳng hạn như chì hoặc vonfram, có hiệu quả hơn trong việc ngăn chặn bức xạ gamma do khả năng hấp thụ và tán xạ photon lớn hơn. Các nhà khoa học đã nghiên cứu các cấu trúc vi mô và NS của vật liệu có tác động đến chất lượng che chắn bức xạ. Ví dụ, các vật liệu có cấu trúc vi mô hoặc nano hạt mịn có hiệu quả hơn trong việc ngăn chặn bức xạ gamma do tiết diện và kích thước hạt để hấp thụ photon cao. Họ cũng đã nghiên cứu hiệu ứng cấu trúc tinh thể của vật liệu và khả năng ngăn chặn bức xạ gamma của vật liệu đó. Bức xạ gamma có thể bị tán xạ hiệu quả hơn bởi các vật liệu tinh thể và có trật tự hơn, trái ngược với các vật liệu vô định hình. Hơn nữa, tốc độ tăng hoặc độ dày cao hơn đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các đặc tính che chắn bức xạ gamma của nó. Mặc dù các vật liệu dày hơn cung cấp nhiều lựa chọn hơn cho sự tán xạ và hấp thụ photon, nhưng chúng hiệu quả trong việc ngăn chặn bức xạ gamma. Các cấu trúc vật liệu có các khoảng trống hoặc sắp xếp kích thước hạt khác nhau, khi được pha trộn với vật liệu polyme có thể ảnh hưởng đến hiệu suất che chắn bức xạ của nó. Người ta đã phát hiện ra rằng các hiệu ứng cụm và che chắn trong vùng năng lượng cao tăng lên theo kích thước hạt. Do đó, hiệu quả che chắn có thể được nâng cao. Tác động của kích thước hạt đến hiệu quả che chắn là tối thiểu trong khu vực liều thấp.
Kỹ thuật lắng hóa học (CBD) lắng đọng thành công NS PbO chất lượng cao. Lớp mầm PbO được lắng trên đế thủy tinh bằng cách sử dụng kỹ thuật PVD. Tác động của nhiệt độ lên địa hình, đặc điểm cấu trúc và tính chất quang học cũng được xem xét tới. Các kết quả thu được cho thấy nhiệt độ tăng có ảnh hưởng rất lớn và rất đáng kể đến NS PbO và cụ thể là ở pha tứ giác đa tinh thể Pb3O4. Kích thước tinh thể đối với màng mỏng phát triển ở 50 °C là 85,688 nm và tăng lên 96,61 nm ngay sau khi nhiệt độ phát triển đạt 70 °C. NS PbO được tạo ra cho thấy độ truyền cao (∼70 và 75%) trong quang phổ khả kiến đối với các màng được lắng đọng ở 50 và 70 °C. Khoảng cách dải năng lượng đối với PbO ở 50 °C là 2,099 eV và tăng lên 2,288 eV đối với PbO phát triển ở 70 °C. Theo nghiên cứu này, các giá trị hệ số suy giảm tuyến tính của tia gamma để che chắn nguồn phóng xạ Cs-137 tăng lên ở 50 °C. TF, MFP và HVL bị giảm ở hệ số suy giảm cao hơn của PbO ở 50 °C. NS PbO cho thấy hiệu suất che chắn bức xạ đáng kể trong quá trình làm suy giảm bức xạ. Các kết quả thu được từ cuộc điều tra này có thể được sử dụng trong các ứng dụng cho vật liệu che chắn gamma. Vật liệu nano PbO tổng hợp có thể bảo vệ chống lại tia gamma do có độ dày nhỏ và cố định. Nó có thể được sử dụng để chế tạo quần áo từ các vật liệu nhẹ và hữu ích như vật liệu che chắn tia gamma và tia X.
Từ khóa: bức xạ;
– CMD –
