پرتوفرآوری و کاربردهای آن (2)

مکانیسم پرتوفرآوری

در پرتوفرآوری از اشعه پر نفوذ، گاما ناشی از چشمه های بسته پرتوزا و یا از باریکه الکترون های پر انرژی استفاده می شود. این پرتوها تقریبا با سرعت نور حرکت کرده و طی برخوردها و بمباران اهداف، باکتری ها را در محصولات و در داخل بسته بندی های خود از بین می برند. بدین طریق محصولات پرتودهی داده شده تا زمان باز کردن بسته بندی ها استریل باقی می مانند.

پرتوهای ایکس و گاما و باریکه های الکترونی عینا شبیه مکانیزم اثر یونیزاسیون، محصولات را استریل می کنند. تنها تفاوت بین پرتودهی با الکترون ها و سایر روش های پرتودهی در عمق نفوذ آنهاست. از آنجاییکه الکترون ها دارای جرم و بار هستند، لذا عمق نفوذ آنها بسیار کمتر از پرتوهای گاما یا ایکس فاقد بار الکتریکی و تقریبا بدون جرم هستند. به عنوان مثال در این فرآیند عمق ماده مورد فرآوری بین 8 سانتیمتر تا 100 سانتیمتر می تواند متفاوت باشد. بر این اساس  در کاربرد باریکه های الکترونی لازم است محدودیت هایی را در مورد اندازه و ابعاد جعبه های محصول رعایت نمود در حالیکه با اشعه گاما می توان محصولات با چگالی و یا حجم بیشتر را نیز پرتودهی نمود.

انرژی حمل شده در پرتوها، یا باریکه الکترون ها به اتم های محصول مورد تابش توسط برخورد این پرتوها یا الکترونها با ماده، منتقل می شود. در اثر این تصادم ها، اتم ها، الکترون های پیوندی خود را از دست می دهند که اصطلاحا به آن یونیزاسیون گفته می شود.

همین فرآیند است که نتیجه آن عدم تقسیم سلولی و تخریب غیر قابل بازگشت تداوم زندگی از نظر ساختار شیمیایی ارگانیسم های زنده می شود.

در واقع مبنای عمل پرتوفرآوری توانایی تولید زیاد کاتیون ها، آنیون ها، رادیکال های آزاد و عوامل واکنش گر می باشد. طی این فرآیند واکنش های بسیار متعدد و متنوع اتفاق می افتند.

لازم به ذکر است که چشمه های پرتو گاما مانند نور معمولی که از درون لامپ های بسته شده به بیرون درخشش می کنند، این پرتوها نیز از درون لوله یا محفظه فلزی کاملا بسته شده، به بیرون درخشش می کنند، این پرتوها نیز از درون لوله یا محفظه فلزی کاملا بسته شده، به بیرون نفوذ می کنند، ولی نحوه پخش پرتوها در محیط مورد نظر بستگی به شکل هندسی چشمه ها و آرایش آنها دارد. بسته بندی های این چشمه ها دو لایه بوده و بنحوی است که قابلیت استفاده آن در طول عمر مفیدش کاملا میسر باشد. پرتودهی چشمه های رادیواکتیو بر خلاف لامپ های نور مرئی، برای چشم انسان غیر مرئی است، ولی بسیار نفوذپذیر است. لذا در زمان هایی که از آن استفاده نمی شود می بایست کاملا تحت حفاظ مناسب مثل آب، بتن یا سرب قرار گیرد.

چشمه های پرتوزا بازهم برخلاف لامپ نور مرئی به نیرویی که از خارج به آن وارد شود نیاز ندارد ولی به تدریج قدرت تشعشع یا درخشش غیرمرئی آن با گذشت زمان کاهش می یابد. به عنوان مثال پرتوزایی یک چشمه معمولا با نصب و تغییر رنگ شاخص پرتودیدگی روی محصول مورد پرتوفرآوری، انجام فرآیند، روی آن مشخص می شود تغییر رنگ البته نشاندهنده کیفیت فرآیند، محسوب نمی گردد.

پرتوفرآوری مواد غذایی

استفاده از پرتوهای یونیزه کننده راه دیگری است در مقابل روش های شیمیایی برای نگهداری مواد غذایی که کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. برای اولین در دهه 1920 یک دانشند فرانسوی کشف کرد که پرتودهی می تواند برای طولانی کردن عمر مواد غذایی و نگهداری آن مورد استفادده قرار گیرد. این روش طی جنگ جهانی دوم بطور گسترده به کار گرفته شد. امروزه فضانوردها عمدتا از غذاهای پرتو داده شده طی ماموریتشان در فضا استفاده می کنند.

ایده استفاده از تابش یونساز با انرژی بالا برای نگهداری از مواد غذایی حدود 50 سال است که مطرح شده است. اهمیت اقتصادی این کاربرد با توجه به این مسئله بخوبی روشن می شود که در بسیاری از کشورها، 20 درصد مواد غذایی به علت نگهداری نامناسب و کمبود امکانات نگهداری، از بین می رود. تابش همچنین قادر است حشرات، انگل ها و عوامل بیماری زا را نابود کرده و مدت نگهداری مواد غذایی چون مرغ و ماهی و میوه های تازه را افزایش دهد در عین حال که خواص غذایی آنها نیز بدون تغییر باقی بماند.

ادامه دارد...

گردآوری:مژده اصولی

تنظیم برای تبیان: محسن مرادی