Композиционные материалы системы эпоксидная смола–W для радиационной защиты от гамма-излучения

Сomposite materials based on the epoxy resin–W system with varying W content (0–80 %) were obtained using the method of chemical curing. Microstructural investigations of the samples showed that with increasing W content there is a more uniform distribution of grains in the epoxy resin matrix could be observed. Agglomeration of W grains is noted for samples with filler content up to 40 %. Statistical analysis of the grain size of the initial W powder revealed that the probable diameter of W grains is 475 nm. The values of effective and relative densities of the experimental samples were obtained using the Archimedes method. The effective density varied from 1.16 to 4.36 g/cm3 with W powder content rising. The relative density values received ranged from 91 to 94 %, indica ting that there were no significant defects in the samples. X-ray diffraction analysis showed the presence of vcc-W and WO2 phases, indicating the oxidation of W in the thin surface layer of the powder. Calculation in Phy-X/PSD software allowed to evaluate the gamma radiation shielding efficiency for the epoxy resin–W system composite materials in 0.8–2.5 MeV energy range. It was observed that samples with filler content of 60 and 80 % were the most suitable for radiation shielding. It was found that the addition of W powder to the epoxy matrix contributed to the reduction of half attenuation layer values by 3.5 times from 9.448 to 2.672 cm for samples with 0 and 80 % W content, respectively, for 1.25 MeV radiation energy. The obtained results demonstrate the high efficiency of the proposed composite materials for shielding gamma radiation, which makes them a perspective candidate for manufacturing radiation shields.С использованием метода химического отверждения получены композиционные материалы на основе системы эпоксидная смола–W с варьированием содержания W от 0 до 80 %. Проведенное исследование микроструктуры образцов показало, что при увеличении содержания W наблюдается более равномерное распределение зерен в матрице эпоксидной смолы. Для образцов с содержанием наполнителя до 40 % отмечена агломерация зерен W. Статистический анализ размеров зерен исходного порошка W выявил, что вероятный их диаметр составляет 475 нм. Получены значения эффективной и относительной плотностей экспериментальных образцов с помощью метода Архимеда. Эффективная плотность изменялась в пределах от 1,16 до 4,36 г/см3 с увеличением содержания порошка W. Значения относительной плотности варьировались от 91 до 94 %, что свидетельствовало об отсутствии существенных дефектов при проведении испытания. Рентгеноструктурный анализ показал наличие фаз ОЦК-W и WO2, что указывает на окисление W в тонком поверхностном слое материала. Моделирование в программном обеспечении Phy-X/PSD позволило оценить эффективность экранирования от гамма-излучения композиционных материалов при энергии излучения в диапазоне 0,8–2,5 МэВ. Образцы с содержанием наполнителя 60 и 80 % оказались наиболее подходящими для создания экранов радиационной защиты. Обнаружено, что добавление порошка W в эпоксидную матрицу способствовало уменьшению значений слоя половинного ослабления в 3,5 раза с 9,448 до 2,672 см для образцов с содержанием W 0 и 80 % соответственно при энергии излучения гамма-квантов 1,25 МэВ. Полученные результаты демонстрируют высокую эффективность предложенных композиционных материалов в экранировании гамма-излучения, что делает их достойным вариантом для создания экранов радиационной защиты

Эластификация артериальной стенки под действием высокоинтенсивного низкочастотного ультразвука

A significant increase in the elasticity of the femoropopliteal artery segments in vitro was found as a result of the action of cavitation generated by powerful low-frequency (24–26 kHz) ultrasound introduced into the vessel by a flexible waveguide. The vessel elasticity was evaluated both by the deflection under the action of an external force and by the degree of its expansion vasodilatation by the internal pressure created by the expanding balloon. The possibility of achieving a more than two-fold decrease in the vascular wall elasticity modulus after 30-s exposure to an ultrasound intensity of 31 W/cm2 was shown. It has been established that at the 10 μm amplitude of ultrasonic vibrations, vascular wall damage occurs in the form of small foci of detachment and rupture of the intima accompanied by delamination in the media layer, when polymorphic slit-like cavities are formed with an increase in the amplitude of oscillations above 23 μm.Установлено существенное повышение эластичности бедренно-подколенных сегментов артерий in vitro в результате действия кавитации, генерированной мощным низкочастотным (24–26 кГц) ультразвуком, вводимым внутрь кровеносного сосуда гибким волноводом. Эластичность сосуда оценивалась как по прогибу под действием внешней силы, так и по степени его вазодилатации внутренним давлением, создаваемым расширяющимся баллоном. Показана возможность достижения более чем двукратного снижения модуля упругости сосудистой стенки после 30 с ультразвукового воздействия интенсивностью 31 Вт/см2. Установлено, что при амплитуде ультразвуковых колебаний 10 мкм имеет место повреждение сосудистой стенки в виде мелких фокусов отслоения и разрыва интимы, сопровождающееся расслоениями в медии с формированием полиморфных щелевидных полостей при увеличении амплитуды колебаний свыше 23 мкм

Selenopheno[3,2-C]- and [2,3-C]Coumarins: Synthesis, Cytotoxicity, Angiogenesis Inhibition,and Antioxidant Properties

A simple method for the synthesis of substituted selenopheno[2,3-c] and -[3,2-c]coumarins by treatment of the corresponding ethynylcoumarins with in situ prepared selenium(IV) bromide in 1,4-dioxane-water was elaborated. Molecular structures for selected derivatives were confirmed by X-ray diffraction measurements. The cytotoxic activity of novel selenophenocoumarins showed higher activity and lower acute toxicity than sodium selenite on various tumor cell lines as well as an ability for inhibiting matrix metalloproteinases (MMP-1 – MMP-14), angiogenesis on matrigel in vitro and in vivo. The compounds exhibit antioxidant and prooxidant properties

Новые композиционные материалы для защиты от гамма-излучения

A new composite material of W–Bi2O3 system is proposed as a protection against ionizing radiation. An improved method of hot isostatic pressing for the preparation of composite materials is proposed. The duration of sintering under conditions of high pressure and temperature was 3 minutes. The study of the morphology and chemical composition of W–Bi2O3 composites was carried out using scanning electron microscopy and X-ray energy-dispersive spectroscopy respectively. The density evaluation of the obtained materials was carried out using the Archimedes’ method. The densest samples were obtained at a pressure of 5 GPa and temperatures of 25 and 500 °C, the density of which was 18.10 and 17.85 g/cm3, respectively. It is shown that exposure to high temperatures during sintering adversely affects both the microstructure and density of the samples due to the redox reaction accompanied by the reduction of Bi and the oxidation of W. The results of studying the W–Bi2O3 structure by X-ray diffraction analysis showed that all samples include the main body-centered phase W, and the presence of the WO2 phase is noted only when the sintering temperature is increased to 850 °C, which is confirmed by the appearance of reflections 111 and 22-2. Shielding effectiveness of the W–Bi2O3 composite materials from gamma radiation using the Phy-X/PSD software was evaluated. Co60 with an energy of 0.826–2.506 MeV was used as a source of gamma quanta. The simulation results were compared with the calculations for Pb and Bi. Key parameters such as linear attenuation coefficient, mean free path and half value layer are determined. The calculation results showed that the W–Bi2O3 composite surpasses Pb and Bi in its shielding properties, which makes it promising for use as a radiation shielding material.В качестве защиты от ионизирующего излучения предложен новый композиционный материал системы W–Bi2O3. Представлена усовершенствованная методика горячего изостатического прессования для получения композиционных материалов. Длительность спекания в условиях высокого давления и температуры составила 3 мин. Исследование микроструктуры и химического состава образцов композитов W–Bi2O3 проводили с использованием сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии соответственно. Оценку плотности полученных материалов осуществляли с помощью метода Архимеда. Наиболее плотными оказались образцы, полученные при давлении 5 ГПа и температурах 25 и 500 °C, плотность которых составила 18,10 и 17,85 г/см3 соответственно. Установлено, что воздействие высоких температур в процессе спекания негативно сказывается как на микроструктуре, так и на плотности образцов из-за протекания окислительно-восстановительной реакции, сопровождающейся восстановлением Bi и окислением W. Результаты исследования структуры композиционных материалов системы W–Bi2O3 методом рентгеноструктурного анализа показали, что все образцы включают основную объемно-центрированную фазу W, а наличие фазы WO2 отмечается лишь при увеличении температуры синтеза до 850 °С, что подтверждается возникновением рефлексов 111 и 22-2. Проведено исследование эффективности экранирования композиционных материалов от гамма-излучения с помощью программного комплекса Phy-X/PSD. В качестве источника гамма-квантов использовали Co60 с энергией 0,826–2,506 МэВ. Результаты моделирования были сравнены с расчетами для Pb и Bi. Определены основные параметры: линейный коэффициент ослабления, длина свободного пробега и слой половинного ослабления. Результаты расчета показали, что композит системы W–Bi2O3 по своим экранирующим свойствам превосходит Pb и Bi, что делает его перспективным для использования в качестве материала радиационной защиты