การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบจากยางธรรมชาติกับยางสไตรีนบิวตาไดอีนและขุยมะพร้าวเพื่อประยุกต์ใช้เป็นแผ่นกำบังอนุภาคนิวตรอนและรังสีแกมมา
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
พีรดนย์ ดุษฎีเวทกุล, เมษิณีย์ อินทร์สุวรรณ
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ชิตพงษ์ เหนือเกาะหวาย, ขุนทอง คล้ายทอง
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
อนุภาคนิวตรอนและรังสีแกมมาส่งผลเสียต่อสุขภาพร่างกายจนอาจทำให้พิการหรือเสียชีวิตได้ เพื่อเป็นการป้องกันหรือลดอันตรายที่จะเกิดขึ้นต่อผู้ที่ปฏิบัติงานเกี่ยวข้องกับอนุภาคนิวตรอนและรังสีแกมมา โครงงานนี้จึงได้พัฒนาวัสดุกำบังอนุภาคนิวตรอนและรังสีแกมมา ที่มีส่วนประกอบของยางธรรมชาติ (NR) ร่วมกับยางสไตรีนบิวตา
ไดอีน (SBR) เพื่อให้มีน้ำหนักเบาและสามารถออกแบบรูปทรงได้ตามต้องการ นอกจากนี้ได้มีการเติมบิสมัทออกไซด์ (Bi2O3) และโบรอนออกไซด์ (B2O3) เพื่อลดทอนรังสีแกมมาและอนุภาคนิวตรอน ตามลำดับ แต่ในการเติมสารตัวเติมเหล่านี้จะส่งผลให้คุณสมบัติเชิงกลนั้นลดลง จึงได้มีการเติมขุยมะพร้าวเพื่อเสริมประสิทธิภาพของคุณสมบัติเชิงกล
ให้ดียิ่งขึ้น โดยเฉพาะในด้านความต้านทานแรงดึง, ความต้านทานต่อแรงฉีกขาด, ทนต่อการสึกหรอและสามารถรองรับแรงอัดได้มากขึ้น ซึ่งจากการทดลองการหาอัตราส่วนวัตถุดิบ พบว่า อัตราส่วนที่ดีที่สุด ได้แก่ อัตราส่วนที่ NR :SBR 50 : 50 โดยมีความต้านทานแรงดึง 12.711 MPa, เปอร์เซ็นต์การยืดที่จุดขาด 124.51%,
ความแข็ง 65.7 Shore A, ความหนาแน่น 1.096 g/cm3, เวลาที่ยางเริ่มเกิดปฏิกิริยาคงรูปจุดที่ 1 (ts1) คือ 0.18,
เวลาที่ยางเริ่มเกิดปฏิกิริยาคงรูปจุดที่ 2 (ts2) คือ 0.22, เวลาคงรูปยางที่ 90 เปอร์เซ็นต์ (tc90) คือ 3.33 และเวลาคงรูปยางที่ 100 เปอร์เซ็นต์ (tc100) คือ 5.47 จากนั้นได้นำอัตราส่วนยาง NR : SBR 50 : 50 มาเติมสารตัวเติมในปริมาณ 0 20 40 และ 60 phr พบว่า ปริมาณสารตัวเติม 60 เป็นปริมาณสารตัวเติมที่ดีที่สุด โดยมีความต้านทานแรงดึง
2.570 MPa เปอร์เซ็นต์การยืดที่จุดขาด 249.30% ความแข็ง 61.7 Shore A ความหนาแน่น 1.535 g/cm3 เวลาที่ยางเริ่มเกิดปฏิกิริยาคงรูปจุดที่ 1 (ts1) คือ 1.30 เวลาที่ยางเริ่มเกิดปฏิกิริยาคงรูปจุดที่ 2 (ts2) คือ 2.26 เวลาคงรูปยางที่ 90 เปอร์เซ็นต์ (tc90) คือ 22.11 และเวลาคงรูปยางที่ 100 เปอร์เซ็นต์ (tc100) คือ 25.00 จากนั้นได้นำไปทดสอบ
ด้านรังสี พบว่า มีค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงเส้นสูงที่สุดทั้งในการทดสอบอนุภาคนิวตรอนและรังสีแกมมา ต่อมาจึงนำชิ้นงานที่มีสารตัวตัวเติม 60 phr มาทำการเติมขุยมะพร้าวในปริมาณ 0 10 20 และ 30 phr พบว่า ชิ้นงานที่มีการเติมขุยมะพร้าว 30 phr มีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์การพัฒนาแผ่นกำบังอนุภาคนิวตรอนและรังสีแกมมามากที่สุด
โดยมีความต้านทานแรงดึง 20.22 MPa เปอร์เซ็นต์การยืดที่จุดขาด 45.02% ความแข็ง 70.4 Shore A
ความหนาแน่น 1.475 g/cm3 เวลาที่ยางเริ่มเกิดปฏิกิริยาคงรูปจุดที่ 1 (ts1) คือ 0.34 เวลาที่ยางเริ่มเกิดปฏิกิริยาคงรูปจุดที่ 2 (ts2) คือ 0.40 เวลาคงรูปยางที่ 90 เปอร์เซ็นต์ (tc90) คือ 13.11 และเวลาคงรูปยางที่ 100 เปอร์เซ็นต์ (tc100) คือ 20.00 และในการทดสอบด้านรังสีพบว่า ขุยมะพร้าวในปริมาณต่าง ๆ มีค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงเส้นใกล้เคียงกัน ซึ่งผ่านเกณฑ์เป้าหมายที่กำหนดไว้และสามารถนำไปพัฒนาต่อจนเป็นวัสดุกำบังอนุภาคนิวตรอนและ
รังสีแกมมาต่อไป