تقييم خصائص الحماية من إشعاع جاما والنيوترونات السريعة في مواد البناء اليمنية

الملخص

تم تقييم خصائص الحماية من إشعاع جاما لثمانية عينات من الصخور اليمنية (A0، A1، A2، B0، B1، R0، R1، وR2) عبر طيف طاقي للفوتونات يتراوح من 0.015 إلى 15 ميغا إلكترون فولت. تم حساب أهم معاملات الحماية النووية، ومنها معامل التوهين الكتلي (MAC)، وطبقة نصف السمك (HVL)، ومتوسط المسار الحر (MFP)، والعدد الذري الفعّال (Z_eff). أظهرت العينتان A0 وR1 أفضل أداء في الحماية؛ حيث بلغت قيم MAC لهما 21.0 و21.4 سم²/جرام عند طاقة 0.015 ميغا إلكترون فولت، متفوقةً على المواد التقليدية مثل الخرسانة العادية والزجاج التجاري Rs-360 وRs-253 G18. كما كانت قيم HVL لهذه العينات منخفضة جداً، إذ بلغت 0.045 سم للعينة A0 و0.042 سم للعينة R1، مما يشير إلى قدرة عالية على التخفيف حتى بسمك قليل. وأكدت قيم MFP عند الطاقات المنخفضة الكفاءة العالية لتفاعل فوتونات جاما مع هذه العينات. أما العدد الذري الفعّال (Z_eff) فبلغ ذروته قرب 20 عند الطاقات المنخفضة، مما يعكس مساهمة فعالة للعناصر المكوّنة في امتصاص الفوتونات. مجتمعةً، تبيّن هذه النتائج أن عينتي A0 وR1 تمثلان مواد حماية فعالة جداً ضد إشعاع جاما، حيث تحتاجان إلى طبقات أرفع لتحقيق حماية مماثلة مقارنةً بالمواد التقليدية، مما يعزز إمكانيتهم كمادتي حماية طبيعية وذات تكلفة معقولة مناسبة للاستخدامات النووية والبنائية. من جهة اخرى تراوحت قيم المقطع العرضي للنيوترونات السريعة (ΣR) بين 0.034 و0.075 سم⁻¹، حيث أظهرت العينة A1 كفاءة فائقة في حجب النيوترونات السريعة. ومن المثير للاهتمام أن القيمة ΣR انخفضت مع زيادة كثافة العينة.