Vulkáni hamu: Az új építőanyag, amely forradalmasíthatja a sugárvédelem jövőjét.
Kórházak és ipari létesítmények, valamint olyan intézetek számára lehet hasznos a vulkáni hamuból készülő építőanyag, amelyek ionizáló sugárzás segítségével végeznek, például diagnosztikát és élelmiszer-fertőtlenítést.
A sugárvédelem terén egy egészen új megközelítést fedeztek fel a Fülöp-szigeteken, ahol a vulkáni hamu bőségesen jelen van. Eddig ezt az anyagot a világ hulladékként kezelte, ám az Ateneo de Manila Egyetem és a Fülöp-szigeteki Nemzeti Egyetem legfrissebb kutatási eredményei rávilágítanak arra, hogy a vulkáni hamu rendkívül hatékonyan képes elnyelni a sugárzást, sőt, különféle infrastruktúrák védelmére is alkalmazható.
A kutatók felfedezték, hogy a vulkáni hamuból készült geopolimer habarcs kiemelkedő sugárzásvédelmi képességekkel bír. Mivel ez az anyag természetes formájában lényegében haszontalan, alkalmazása valóban környezetbarát alternatívát kínál.
A sugárzásvédelem elengedhetetlen szerepet játszik a kórházakban, ipari létesítményekben és a nukleáris tevékenységet végző intézményekben, ahol az ionizáló sugárzás használata például szerkezeti gyengeségek feltárására vagy élelmiszerek sterilizálására irányul. Ezek az alkalmazások rendkívül értékesek, azonban a hosszan tartó sugárzás káros hatásai miatt elengedhetetlen a megbízható védelem. A jelenleg elterjedt betonos és ólmos megoldások nem csupán költségesek, de jelentős környezeti terhelést is jelentenek. Ezért kiemelt fontosságú egy fenntarthatóbb és fizikailag könnyebb alternatíva kifejlesztése, amely hatékonyan biztosítja a szükséges védelmet anélkül, hogy tovább súlyosbítaná a környezeti problémákat.
A Taal-vulkán 2020-as kitörése óriási területeket fedett be hamuhalmozással, ami jelentős hulladékgazdálkodási problémákat generált a Fülöp-szigeteken. Floyd Rey P. Plando, Myris V. Supnad és Joel T. Maquiling kutatók azonban egy másik megközelítést választottak: ahelyett, hogy pusztán hulladékként kezelték volna a vulkáni hamut, alaposan megvizsgálták annak potenciális felhasználási lehetőségeit az építőiparban.
Kutatások során megállapították, hogy a vulkáni hamut integráló geopolimerek használata jelentős mértékben mérsékli a sugárzást. Ezt a hatást a habarcsban található vastartalmú ásványok révén érik el.
"A vas kiemelkedően erős kölcsönhatást nyújt, köszönhetően a nagyobb elektron tartalmának. Emellett sűrű fémként, tömör felépítése révén képes hatékonyan blokkolni az X-sugarakat és a gamma-sugárzást" - részletezte a közleményében Plando. "A vulkáni hamu és más adalékanyagok optimális keveréke jelentős mértékű fotonelnyelést tesz lehetővé, mivel a granuláris struktúra rendezetlensége tovább fokozza a sugárvédelmet" - tette hozzá Maquiling.
A Fülöp-szigetek geológiai szempontból különösen izgalmas terület, hiszen itt a szeizmikus aktivitás következtében bőségesen jelen van a vulkáni hamu. Ez a természetes anyag nem csupán gazdaságos, hanem fenntartható alternatívát is kínál a sugárvédelem terén, miközben segít a katasztrófák során keletkező hulladék újrahasznosításában. Az egyetemek által végzett kutatások eredményei nem csupán helyi szinten, hanem a világ más tájain is relevánsak lehetnek: például Európában, különösen Olaszországban és Izlandon, összesen 16 aktív vulkán működik. Globálisan pedig körülbelül 1500 tűzhányó létezik, amelyek korábban már kitörtek, vagy a közeljövőben várhatóan aktivitásra készen állnak. A legfrissebb adatok szerint 2021-22-ben világszerte 129 vulkáni kitörés történt, ami tovább hangsúlyozza a vulkáni tevékenység figyelemmel kísérésének fontosságát.
Bár a tudósok további kutatásokat terveznek a vulkáni hamut tartalmazó geopolimer habarcs tartósságának és sugárvédelmi hatékonyságának optimalizálására, már most is nyilvánvaló, hogy egy természeti katasztrófa által létrehozott melléktermék potenciálisan életmentő újításokká alakulhat.
