新型钆钽氧化物透明陶瓷(Gd3TaO7>)：兼具高透明度与中子/γ射线双重屏蔽性能的核用窗口材料

为解决核设施中实时监测与辐射防护难以兼顾的难题，研究人员开发出新型Gd3TaO7透明陶瓷(GTO-TCs)。该材料在5.8cm厚度下对60Co源γ射线吸收系数达0.34，仅2mm即可完全屏蔽热中子(<0.4eV)，同时具备78%@2000nm透光率和2.60MPa·m1/2断裂韧性，为极端核环境提供了革命性防护解决方案。

　　

在先进核设施中，实时监测需要既能保证视野清晰又能抵御致命辐射的防护窗口。传统材料难以兼顾γ射线(gamma)与中子(neutron)的双重屏蔽需求，且机械性能往往不足。这项研究突破性地开发出钆钽氧化物(Gd₃TaO₇, GTO)透明陶瓷，其光学透过率在2000纳米波长达到78%，维氏硬度(Hv)高达9.61GPa，断裂韧性(K_IC)达2.60MPa·m^1/2。更令人振奋的是，5.8厘米厚的GTO陶瓷对放射性同位素⁶⁰Co释放的γ射线实现90%以上衰减，线性吸收系数为0.34；而蒙特卡洛模拟证实，仅2毫米厚度即可完全屏蔽能量低于0.4电子伏特(eV)的热中子。这种集光学透明性、机械强度和双重辐射防护性能于一身的材料，为核反应堆、放射治疗等高风险环境提供了前所未有的安全监测可能。