Estructura, Mössbauer, eléctrica y γ

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 15495 (2022) Citar este artículo

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Una corrección del autor de este artículo se publicó el 22 de diciembre de 2022

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Por causas técnicas y de radioprotección, se ha vuelto imprescindible encontrar nuevas tendencias de materiales inteligentes que se utilicen como protección frente a las radiaciones ionizantes. Para superar las propiedades indeseables de los delantales de plomo y proporcionar las propiedades de protección adecuadas o mejores contra la radiación ionizante, la tendencia ahora es utilizar ferrita como material de protección. El método de coprecipitación se utilizó para evitar cualquier fase extraña en la nanoferrita MZN investigada. Se utilizaron métodos de difracción de rayos X (XRD) y espectroscopia infrarroja de transmisión de Fourier (FTIR) para analizar la muestra fabricada. Como se demostró por XRD y FTIR, los materiales estudiados tienen su fase de espinela única con grupo espacial de estructura cúbica Fd3m. La resistividad DC de la ferrita Mg-Zn se llevó a cabo en el rango de temperatura (77-295 K), y su dependencia de la temperatura indica que existen diferentes mecanismos de transporte de carga. El análisis de espectros de Mössbauer confirmó que el comportamiento de transición de fase ferrimagnético a superparamagnético depende de la concentración de Zn. La incorporación de Zn a MZF mejoró la densidad de nanoferrita, mientras que la adición de diferentes óxidos de Zn redujo la densidad de las muestras de nanoferrita. Esta variación en la densidad cambió los resultados del blindaje contra la radiación. La muestra que contiene un alto contenido de Zn (MZF-0.5) nos brinda mejores resultados en las propiedades de blindaje contra la radiación a gamma baja, por lo que esta muestra es superior en los resultados de blindaje para partículas cargadas a baja energía. Finalmente, se puede concluir la posibilidad de utilizar nanoferrita MZN con varios contenidos en diferentes campos de protección contra la radiación ionizante.

Aunque los avances tecnológicos han facilitado la vida de los humanos, también han tenido consecuencias negativas, como la rápida expansión de los sitios de almacenamiento de desechos nucleares. El uso de la radiación nuclear en nuestra vida cotidiana, que incluye industrias, centros de diagnóstico médico, reactores nucleares, irradiación de alimentos, instituciones de investigación, diagnóstico médico y terapia1. Debido a sus propiedades magnéticas, eléctricas, ópticas y mecánicas, las muestras basadas en óxidos, como las nanoferritas, han recibido mucha atención en los últimos años2,3,4. Como resultado, estos materiales tienen la capacidad de usarse en muchas aplicaciones, incluidos diagnósticos médicos, baterías de litio recargables, medios de alta frecuencia, dispositivos de energía solar, fluidos magnéticos y materiales de protección contra la radiación5,6,7. En este estudio, los investigadores utilizaron ferritas en forma de nanopartículas para descubrir que las características físicas y químicas de estas ferritas en el rango nano están influenciadas por factores como el tamaño del cristal, la banda prohibida de energía, la superficie y la morfología del volumen8,9, entre otros. otras cosas10.

Uno de los materiales de espinela magnéticamente blandos más famosos, la ferrita de magnesio y zinc (MZF) en tamaño nanométrico, es una sustancia no tóxica y ecológicamente benigna que absorbe la luz visible debido a su pequeña banda prohibida y que puede utilizarse como material atenuado para rayos gamma. rayos Una colección diversa de estudios anteriores demuestra un interés continuo en la protección contra la radiación contra la radiación ionizante11,12,13. Asimismo, la contaminación creada por la radiación de rayos gamma es una preocupación grave en los equipos electrónicos, de redes e inalámbricos, lo que exige el estudio y desarrollo de materiales de absorción de radiación14,15,16. La idea general de utilizar materiales magnéticos blandos de espinela depende de las propiedades magnéticas y eléctricas de estos materiales, como el mayor valor de conductividad eléctrica, permitividad (σr) y permeabilidad (μr) del material17. Sin embargo, el uso de un compuesto entre polímero o un bloque de cemento con ferrita magnética como relleno es una forma inteligente de mejorar el rendimiento del blindaje EMI18,19.

Es necesario limitar las emisiones no deseadas de materiales/dispositivos y medios externos para regular y posponer los efectos negativos de las radiaciones ionizantes, así como la influencia perjudicial sobre las personas. La capacidad de los materiales de blindaje para desviar y absorber la radiación es la función principal de estos materiales. Sabemos que los portadores de carga en materiales de blindaje eléctricamente conductores provocan reflexión y podemos predecir cómo sucede esto20,21,22. El proceso de absorción se lleva a cabo mediante el uso de los dipolos magnéticos y eléctricos de los materiales de protección. Se utilizan varios materiales de protección para conducir la radiación de absorción; estos materiales fueron seleccionados por sus propiedades inteligentes y prometedoras de protección contra la radiación, e incluyen nanotubos de carbono23, grafeno24, polímeros25, BaTiO36,26, PZTiO327 y nanoferrita28.

Este trabajo involucra la síntesis de Mg(1−x)ZnxFe2O4 (MZF) en Nanoescala a través de un método químico y desarrollado para usar la ferrita magnética para ser utilizada como materiales de relleno que se suman para atenuar la radiación gamma, la cual tiene una contribución fundamental en el decaimiento por absorción que conducir a una alta eficacia de blindaje con una alta atenuación de la radiación ionizante.

En la investigación de presencia de muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 donde (x = 0.0, 0.10, 0.20, 0.30, 0.40 y 0.50) se preparó el sistema de ferrita usando el método de Co-precipitación29,30. Los materiales de partida fueron MgCl2·6H2O, ZnCl2 y FeCL3·6H2O (relación molar 1:2) mediante la adición de una solución de amoníaco al 25%. Toda la sustancia utilizada procedía de Oxford Lab y era de una pureza química muy alta (99,99 %). Reactivo. El sistema de ferrita se preparó en una reacción típica,

El volumen de la mezcla de reacción se combinó bajo agitación magnética durante una adición gradual continua de 25 ml a una solución de amoníaco al 25%, continuando el calentamiento durante treinta minutos. Se decantó un precipitado negro y se lavó con 500 ml de agua destilada en un campo magnético variable (Esquema 1).

Vista esquemática de la síntesis de Mg(1−x)ZnxFe2O4 por el método de coprecipitación.

Los coeficientes de atenuación lineal (µ) de las muestras de ferrita se han medido experimentalmente utilizando el método de haz estrecho junto con un colimador de Pb. Los fotones colimados, que tienen energía variable, han interactuado con varios tipos de muestras de vidrio. Las mediciones de radiación se realizaron con un detector de centelleo de NaI (Tl) (modelo Oxford) con un diámetro de 3 a 3 pulgadas. ventana de detección, que se acopló a un analizador multicanal31. Las fuentes radiactivas que se emplearon en el experimento fueron Ba-133 (81 y 356 keV, 1 µCi), Cs-137 (662 keV, 5 µCi), Co-60 (1173 y 1332 keV, 10 µCi) y Th- 233 (911 y 2614 keV, 20 µCi). La figura 1 muestra la configuración experimental, que incluye la fuente, la muestra y el detector. El área debajo del fotopico se ha utilizado para determinar la intensidad del fotón sin y con absorbedor para cada línea gamma en el experimento. Las incertidumbres fueron menos del 1% del número total de incertidumbres. Los espectros se analizaron utilizando el software Genie-2000, que fue desarrollado por Canberra.

Configuración de la medición de la radiación.

Los patrones de difracción de rayos X de las muestras investigadas recocidas a 1100 °C se ilustraron en la Fig. 2. Los patrones XRD indican una estructura de espinela cúbica monofásica con el pico principal (311)6,32,33,34,35. Puede confirmar a partir de los amplios picos XRD que las muestras consisten en partículas ultrafinas de tamaño nanométrico. El tamaño de los cristalitos se estimó a partir de XRD a partir de los picos más intensos utilizando la ecuación de Scherer. (1) y se encuentra en el rango de 35 a 45 nm. Los valores calculados del parámetro de red (a), el tamaño del cristalito (t), la distancia interplanar (d), la densidad de rayos X (dx) y la densidad aparente (dB), y el porcentaje de porosidad (P) también son resumido en la Tabla 1.

Patrón XRD de muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 donde (x = 0,0, 0,10, 0,20, 0,30, 0,40 y 0,50).

La puntuación más alta coincidente de las muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 se muestra en la Fig. 3. Picos de difracción correspondientes a los planos de difracción (111), (220), (311), (222), (400), (422) , (511), (440), (533) y (202) están indexados a monofásicos con grupo espacial Fm-3m.

La puntuación más alta coincidente para patrones XRD para todas las muestras.

El parámetro estructural y de red de las muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 se determinaron en función del ancho completo a la mitad del máximo FWHM (β), el ángulo de Bragg (θ en radianes) y los índices de Miller de cada plano (hkl) de la difracción cima. Con la ayuda de las siguientes ecuaciones, podemos determinar la distancia interplanar (d′), la microdeformación (ɛ), la separación entre cadenas (R), el tamaño del cristalito (d), la densidad de dislocación (δ) y los parámetros de distorsión (g)36 :

donde k = 0,89; y λ longitud de onda de los rayos X para radiación Cu–κα = 1,541178 Å

Los parámetros estructurales R, ɛ, d, δ y g se calculan y tabulan en la Tabla 1. Los datos calculados, que se muestran en la Tabla 1, muestran que los valores del parámetro de red (a) disminuyen con la disminución del contenido de Mg37. Esta disminución se puede atribuir a la sustitución del ion Mg2+ con un radio iónico más pequeño (0,066 nm) por un ion Zn2+ con un radio iónico más grande (0,082 nm). Además, el comportamiento inusual de la densidad que crece hasta x = 0,3 y luego disminuye puede atribuirse al reemplazo de Mg más ligero por átomos de Zn más pesados ​​y a la distribución de la concentración de zinc entre las subredes y, por lo tanto, a la influencia de la condensación en la estructura cristalina38. Los valores evaluados en la Tabla 1 muestran que la composición de ferrita Mg-Zn reduce significativamente tanto la DRX como la densidad aparente. Esto está relacionado con la sustitución del ion Mg2+ de menor radio iónico (0,066 nm) por el ion Zn2+ de mayor radio iónico (0,082 nm) Los iones Zn2+ en una ferrita espinela, por otro lado, tienen una afinidad significativa por los espacios intersticiales tetraédricos ( sitios A) y, por lo tanto, puede reemplazar los iones Mg2+ y Fe3+ en los sitios A, como se indica en la distribución de cationes. Todo esto demuestra que la proporción de vacantes en los materiales está aumentando, lo que repercute en la densidad de empaque.

La Figura 4 ilustra los espectros FTIR en el rango de número de onda (400–1500 cm−1) a temperatura ambiente para muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 preparadas con el método de coprecipitación. Se puede notar que la frecuencia más alta (υTetra) atribuida a la vibración intrínseca del complejo tetraédrico alrededor de ≈ 600 cm−1, la frecuencia más baja (υOcta) atribuida a la vibración intrínseca del complejo tetraédrico alrededor de ≈ 450 cm−139,40. Este cambio entre dos frecuencias puede explicarse debido al cambio en el complejo Fe3+_O− en el sistema de ferrita Mg(1−x)ZnxFe2O4 debido a la posibilidad de ocupación de iones Zn2+ en los sitios tetraédricos (A), los iones Fe ocupan parcialmente los sitios A y sitios B. Mg2+ disminuye en los sitios A y/o sitios B reemplazando el ion Zn2+, lo que lleva a la migración de algunos iones Fe de los sitios B a los sitios A. Se puede observar que las bandas IR características, como se muestra, distinguen bandas cercanas a 1400 cm−1. Lo cual se atribuye a los modos de estiramiento y vibraciones de flexión H-O-H del agua libre o absorbida30.

FTIR de muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 donde (x = 0,0, 0,10, 0,20, 0,30, 0,40 y 0,50).

Las constantes de fuerza (FC) en los sitios A y B, que dependen de las frecuencias vibratorias, son (FOcta) y (FTetra), respectivamente, como se indica en la Tabla 2. Se puede ver que la constante de fuerza en el El sitio tetraédrico es más extenso que el de los sitios octaédricos. La reducción en la constante de fuerza en el sitio tetraédrico después de la sustitución de Zn2+ en MgFe2O4 indica que los iones Zn2+ ocupan los sitios tetraédricos. \(F=4\pi {c}^{2}{v}^{2}\mu\) se usó para calcular la constante de fuerza de los enlaces vibrantes, donde c es la velocidad de la luz en el espacio (cm/s) , es el número de onda de la frecuencia y es la disminución de la masa de los iones Fe3+ y O2−, que viene dada por \(\mu =\frac{{m}_{o}*{m}_{Fe}}{{m }_{o}+{m}_{Fe}}\)39.

En la Fig. 5 puede mostrarse que hay una superposición en la banda de absorción en los espectros FTIR para todas las muestras. Por lo tanto, para obtener más análisis y obtener información profunda sobre los cambios en la estructura y la posición de la banda de absorción que se producen a través de las muestras investigadas mediante el uso de espectros desconvolucionados a través de varios picos gaussianos ≈ (8–14 picos). Todos los parámetros de obtención que se obtienen de los picos desconvolucionados de FTIR se ilustran en la Tabla 3.

Desconvolución gaussiana del espectro FTIR de muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 donde (x = 0,0, 0,10, 0,20, 0,30, 0,40 y 0,50).

La Figura 6a,b muestra la dependencia de la resistividad eléctrica y la conductividad para el sistema de ferrita Mg(1−x)ZnxFe2O4 en los rangos de temperatura (77–295 K). Se puede notar claramente que la existencia de dos regiones lineales caracteriza cada curva de conductividad, lo que puede atribuirse a la presencia de diferentes mecanismos de transporte de carga41,42. El gráfico de ln(σ) frente a 1000/T muestra una relación de monolinealidad para estimar la energía de activación en todo el rango de temperatura. Por lo tanto, la energía de activación (Ea) se determinó utilizando la ecuación de Arrhenius, donde el gráfico ln(σT) correspondiente frente a 1000/T muestra una relación aproximadamente lineal, como se muestra en la ecuación. (9)43,44,45.

(Ln ρ), (Ln σ) vs. (1000/T, (k−1)) de muestras de Mg(1−x)ZnxFe2O4 donde (x = 0,0, 0,10, 0,20, 0,30, 0,40 y 0,50).

En esta ecuación, \({\rho }_{o}\) es la resistividad a temperatura ambiente, \(\Delta E\) es la energía de activación en electronvoltios, k es la constante de Boltzmann, 8,625 × 10–5 eV /K, y T es la temperatura absoluta. Hubo dos procesos de conductividad paralelos con diferentes energías de activación que fueron responsables del cambio de pendiente en todas las curvas. Este cambio de pendiente se observa a menudo a temperaturas cercanas a la temperatura de Curie de las muestras (Tc)46,47,48.

Fue posible calcular la energía de activación de cada muestra dentro del rango de temperatura observado en la pendiente de los gráficos lineales de resistividad. De acuerdo con los resultados, se determinó que la energía de activación oscilaba entre 0,21 y 0,76 eV, como se muestra en la Tabla 4 y la Fig. 7. Se descubrió que al aumentar el contenido de Zn en el sistema, la ferrita Mg(1−x)ZnxFe2O4 hasta x = 0.2 resultó en un aumento en la energía de activación, y luego las disminuciones se pueden atribuir a la teoría de se pueden atribuir a la presencia de diferentes mecanismos de transporte de carga y la disminución se puede atribuir a la teoría de un cambio en la energía de activación se debe a el desdoblamiento de la banda de conducción y las bandas de valencia por debajo (Tc) el mayor valor de la energía de activación a mayor concentración de Zn indican el fuerte bloqueo del mecanismo de conducción entre los iones Fe3+ y Fe2+48.

Energía de activación del sistema de ferrita Mg-Zn con diferente contenido de Mg-(x).

Para todas las muestras que pesaban 0,015 g, se realizaron mediciones de espectroscopia de Mössbauer homogéneas y bien molidas. La desintegración secuencial de la fuente de 57Co produjo rayos de 14,4 keV (5 mCi). Todas las mediciones se realizaron en un rango de velocidad de ± 10 mm s a temperatura ambiente (RT), y los datos espectrales se ajustaron utilizando formas de línea lorentziana. Los espectros de Mösbauer de Mg1−xZnxFe2O4 se adquirieron en (RT) y se ajustaron usando formas de línea de Lorentzian (Fig. 8). Ilustró los parámetros hiperfinos, el cambio de isómero (IS), el campo magnético hiperfino (Hhf), el cambio de cuadrupolo (QS), el área relativa (A0) y el ancho de línea (Г). El análisis de los espectros de Mösbauer para todos los espectros registrados (x = 0–0,5) es característico mediante la división de dobletes, lo que se atribuyó a la presencia de iones Fe3+ en el sitio tetraédrico y octaédrico y confirmó el comportamiento superparamagnético de las muestras de ferrita Mg–Zn49,50.

Espectros de Mössbauer ajustados para muestras Mg(1−x) Zn(x)Fe2O4.

Se observó un solo sexteto (B) además del doblete superparamagnético; esto indica efectos de relajación, es decir, la presencia de iones sólo en el sitio octaédrico B mientras que el sexteto magnético del sitio A desaparece. Sin embargo, la posibilidad de ocupar iones Fe3+ en los sitios A y B puede afectar levemente los valores del campo magnético hiperfino, el cambio de isómero de desplazamiento cuadripolar y la conexión con la sustitución de Zn en la composición de Mg-ferrita. Para todas las muestras, los centros de las líneas de Zeeman no cambian (0,446 para el sexteto (B) y 0,431 para el doblete), lo que indica que el reemplazo de iones Mg2+ por Zn2+ no cambió la simetría del sitio.

Los parámetros ajustados que se dan en la (Tabla 5) muestran los parámetros de Mossbauer ajustados cambio de isómero (δ), división del cuadrupolo (ΔEQ) y área (A) El cambio de isómero del sexteto (B) se asigna a los iones de hierro en el sitio B, debido a la diferencia en la separación internuclear Fe3+–O2−51,52,53. El área bajo los espectros de Mössbauer para el sexteto (B) disminuye sistemáticamente a medida que aumenta el contenido de Zn en el sitio B. Atribuido al aumento del carácter paramagnético débil (iones de Zn) mientras que el carácter ferromagnético está disminuyendo (iones de Fe), es decir, debilita las interacciones entre subredes (AB) entre los iones de Fe. Como los tamaños de partícula son pequeños, la cristalización será imperfecta. Los valores de ΔEQ disminuyen con el aumento del contenido de Zn, lo que indica una menor distorsión local en los sitios B de la estructura de ferrita54. El crecimiento del doblete superparamagnético debido a la disminución del tamaño de las partículas con el aumento del contenido de Zn, lo que significa una reducción en la magnetización a granel. Debido a una gran cantidad de vecinos más cercanos no magnéticos, el doblete central se puede atribuir a los iones aislados magnéticamente que no contribuyen al ordenamiento magnético de largo alcance55,56.

Las transmisiones (T) se han calculado usando la siguiente fórmula basada en las intensidades de los fotones (I) y el espesor del vidrio (t) para una variedad de muestras de ferrita a varias energías57,58:

Los valores T para muestras de ferrita que contienen 0,0, 0,10, 0,20, 0,30, 0,40 y 0,50 Zn se representan en las Figs. 9, 10 y 11 a 0,356, 0,662, 0,911, 1,332 y 2,614 MeV. (Un ejemplo).

Variación de transmisión frente a los valores de espesor (x) para la muestra de nanoferrita MZF0.0.

Variación de la transmisión frente a los valores de espesor-(x) para la muestra de nanoferrita MZF0.3.

Variación de la transmisión frente a los valores de espesor (x) para la muestra de nanoferrita MZF0.5.

Los valores T de las muestras de ferrita caen a una energía particular a medida que aumenta el contenido de Zn y el espesor de las muestras de ferrita, como se ilustra en estas figuras. Los valores T para las muestras de ferrita MZF0.0, MZF0.3 y MZF0.5 son 0,10012086, 0,116960243 y − 0,12909263 a 0,356 MeV y 0,29 cm, respectivamente. La ley de Beer-Lambert se puede utilizar para determinar el coeficiente de atenuación lineal (µ), que es una característica importante para medir la interacción de fotones con muestras de ferrita59:

Los valores del coeficiente de atenuación de masa (µm) de muestras de ferrita MZF0.0, MZF0.1, MZF0.2, MZF0.3, MZF0.4, MZF0.5 a 0.081, 0.356, 0.662, 0.911, 1.173, 1.332 y 2.614 MeV se muestran en la Fig. 12. Con el aumento de la energía de los fotones, los valores caen. Los fotones interactúan con la materia de tres formas diferentes, dependiendo de su energía. Cuando se trata de interacciones, el efecto fotoeléctrico, la dispersión de Compton y la creación de pares son fenómenos que ocurren en diferentes niveles de energía: bajo, medio y alto, respectivamente.

Variación del coeficiente de atenuación de masa (µm) frente a la energía del fotón para todas las muestras de nanoferrita investigadas.

A 0,081, 0,356, 0,662, 0,911, 1,173, 1,332 y 2,614 MeV, los valores frente a la composición de ferrita se muestran en la Fig. 13. Hubo una excepción a esta regla en la Fig. 13, donde los valores de atenuación de masa para todas las muestras excepto para esa a 0,081 MeV disminuye a medida que aumenta el contenido de Zn de 0 a 0,5% en peso. Esto puede atribuirse al dominio de la dispersión de Compton en esta región de energía. Donde la probabilidad de que ocurra una reacción de Compton es proporcional a Z y la energía del fotón (E) según Z/E.

Variación del coeficiente de atenuación de masa (µm) frente a muestras de nanoferrita investigadas.

El diseño de protección contra la radiación se basa en gran medida en la capa de valor medio (T0.5). El espesor del material requerido para reducir la intensidad del fotón incidente al 50% de su valor inicial se denomina esta característica60:

Los valores T0.5 de las muestras de ferrita a 0.081, 0.356, 0.662, 0.911, 1.173, 1.332 y 2.614 MeV se midieron y trazaron en la Fig. 14. Se encontró que las muestras de ferrita tenían valores T0.5 más bajos cuando aumentaba el contenido de Zn de 0 a 0,5% en peso Por ejemplo, a 0,356 MeV, 1,87, 1,70, 1,67, 1,65, 1,62 y 1,56 cm son los valores T0,5 de MZF0.0, MZF0.1, MZF0.2, MZF0.3, MZF0.4 y MZF0 .5 muestras de ferrita, respectivamente. Además, los valores T0.5 de todas las muestras de ferrita aumentan a medida que aumenta la energía del fotón. Para la muestra MZF0.5, 0.36, 1.56, 2.00, 2.37, 2.70, 2.88 y 3.97 cm son los valores medidos de T0.5 a 0.081, 0.356, 0.662, 0.911, 1.173, 1.332 y 2.614 MeV. Los resultados muestran que las muestras de ferrita MZF0.0 y MZF0.5 tienen los valores T0.5 más altos y más bajos, respectivamente.

Variación de la capa de valor medio (T0.5) frente a la energía del fotón para todas las muestras.

La ferrita de zinc y magnesio se sintetizó con éxito mediante el método de coprecipitación y se caracterizó mediante técnicas XRD y FTIR. Los patrones XRD confirman la formación de una sola fase. Los datos XRD se emplearon para explorar propiedades estructurales como el parámetro Lattice aexp (Å), tamaño de cristalita t (nm), distancia interplanar d (nm), densidad de rayos X dx (g/cm3), densidad aparente dB (g/cm3) , porosidad P (%), separación entre cadenas R (nm), microdeformación (ɛ), densidad de dislocación δ (nm-2) y parámetros de distorsión (g). se encontró fuertemente dependiente de los parámetros estructurales con reemplazo de Zn con iones de Mg. A partir de los espectros FTIR, las frecuencias de vibración ν1 y ν2 para los sitios tetraédricos y octaédricos aumentaron en el rango de 609–624 cm−1 y 461–482 cm−1, respectivamente, que se emplearon más para calcular las constantes de fuerza. El campo magnético hiperfino y el isómero se desplazan fuertemente dependiendo del Zn en la composición de Mg-ferrita. La adición de Zn a la ferrita de magnesio y zinc MZF-nano-ferrita mejoró la densidad y mejoró las propiedades de blindaje gamma. Las propiedades µm se determinaron experimentalmente a 0,081, 0,356, 0,662, 0,911, 1,332 y 2,614 MeV. Las propiedades de blindaje gamma para la muestra de nanoferrita MZF son más altas en comparación con otras muestras a baja energía. Por ejemplo, los valores MAC a 0,081 MeV son 0,283, 0,311, 0,340, 0,368, 0,396 y 0,425 cm2/g para MZF0.0, MZF0.1, MZF0.2, MZF0.3, MZF0.4 y MZF0.5 muestras de ferrita; mientras que los valores MAC a 2.614 MeV son 0.0385, 0.03894, 0.03848, 0.03847, 0.03846 y 0.03845 cm2/g para MZF0.0, MZF0.1, MZF0.2, MZF0.3, MZF0.4 y MZF0.5 ferrita muestras Los resultados de MZF0.5 mostraron resultados superiores para MZF-nano-ferrita a baja energía y MZF0.0 de alta energía. A partir de los resultados obtenidos, podemos nominar a la nanoferrita MZF como un material de protección contra la radiación para los rayos γ.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado.

Se ha publicado una corrección de este artículo: https://doi.org/10.1038/s41598-022-26362-0

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Este trabajo fue financiado por Princess Nourah bint, Universidad Abdulrahman, Número de proyecto de apoyo a la investigación (PNURSP2022R173) Princess Nourah bint, Universidad Abdulrahman Riyadh, Arabia Saudita.

Instituto de Física y Tecnología, Universidad Federal de los Urales, 620003, Ekaterimburgo, Rusia

Hesham MH Zakaly y AMA Henaish

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Al-Azhar, Sucursal de Assiut, Assiut, 71524, Egipto

Hesham MH Zakaly & Shams AM Issa

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Tabuk, Tabuk, 71451, Arabia Saudita

Shams AM Issa

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Al-Azhar (Rama de Niñas), Nasr City, Egipto

ha saudí

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Princess Nourah Bint, Universidad Abdulrahman, PO Box. 84428, Riad, 11671, Arabia Saudita

Gharam A. Alharshan

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Jouf, PO 2014, Sakaka, Al-Jouf, Arabia Saudita

MAM Uósif

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Tanta, Tanta, 31527, Egipto

AMA Henaish

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HMZ, SAI y AMH: escribieron el texto principal del manuscrito; HAS, MAU, GAA y SAI: preparan y ahogan todas las figuras; HAS, GAA y HMZ: Contribuyen a la preparación de los materiales compuestos utilizados; Todos los autores revisaron y revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Hesham MH Zakaly.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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La versión original en línea de este artículo fue revisada: En la versión original de este artículo, MAM Uosif estaba incorrectamente afiliado al 'Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Al-Azhar, Sucursal de Assiut, Assiut 71524, Egipto'. La afiliación correcta es: Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Jouf, PO 2014, Sakaka, Al-Jouf, Arabia Saudita.

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Reimpresiones y permisos

Zakaly, HMH, Issa, SAM, Saudi, HA et al. Estructura, Mössbauer, propiedades eléctricas y de atenuación de rayos γ del método de coprecipitación sintetizada de ferrita de zinc y magnesio. Informe científico 12, 15495 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-17311-y

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Recibido: 04 febrero 2022

Aceptado: 25 julio 2022

Publicado: 15 septiembre 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17311-y

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