Processo per la produzione di polimetilmetacrilato comprendente nanoparticelle di ossido di gadolinio in alta concentrazione

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.

Come funziona?

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.

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.