การพัฒนาวัสดุจุดหลอมตัวต่ำสำหรับกำบังรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา

Abstract

ผลการศึกษาเกี่ยวกับการพัฒนาวัสดุจุดหลอมตัวต่ำสำหรับกำบังรังสีเอ็กซ์และรังสีแกมมาพบว่า โลหะผสมเทอนารีระบบมิสมัท-ตะกั่ว-ดีบุก บิสมัท-แคดเมียม-ตะกั่ว และบิสมัท-แคดเมียม-ดีบุก เหมาะกับการหล่อโลหะในช่วงอุณหภูมิ 120-175 องศาเซลเซียส ในขณะที่โลหะผสมควอเทอนารีระบบบิสมัท-ตะกั่ว-ดีบุก-แคดเมียม เหมาะกับการหล่อโลหะในช่วงอุณหภูมิ 95-120 องศาเซลเซียส โครงสร้างของโลหะผสมเทอนารีพบว่ามีเนื้อแน่น สามารถประเมินความหนาแน่นจากการคำนวณในขณะที่โลหะผสมควอเทอนารีจะมีเฟสของสารประกอบระหว่างโลหะซึ่งมีความหนาแน่นต่ำปรากฏ ทำให้ไม่สามารถประเมินความหนาแน่นโดยการคำนวณ ความแข็งแรงของโลหะผสมทั้งสองระบบมีค่าประมาณ 2-3 เท่าของโลหะตะกั่ว ทำให้ชิ้นงานหล่อมีความแข็งแรงและรักษารูปทรงได้ดีขึ้นกว่าเดิม แม้จะมีอุณหภูมิจุดหลอมตัวต่ำกว่าโลหะตะกั่วมาก ในการศึกษาคุณสมบัติการกำบังรังสีโดยพิจารณาจากสัมประสิทธิ์การแอทเทนนูเอทเชิงเส้น (หรือสัมประสิทธิ์การแอทเทนนูเอทเชิงมวล) ในช่วงพลังงานที่ใช้ทางการแพทย์ (60-150 keV) พบว่าที่ค่าความหนาแน่นคงที่เมื่อระดับพลังงานคงที่ ธาตุและส่วนผสมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบจะเป็นตัวแปรสำคัญที่มีผลต่อค่าสัมประสิทธิ์การแอทเทนนูเอทโดยตรง รวมทั้งมีข้อสรุปจากการศึกษาผลการเกิดออกซิเดชันของโลหะผสมในขณะที่กำลังหล่อโลหะ และข้อควรระวังในการหล่อโลหะด้วย