پرتو فرآورى خدمتی دیگر از انرژی هسته ای
پرتو فراورى عبارت است از استفاده از منابع پرتو زا با انرژى زیاد در مقیاس صنعتى كه بر مبناى توانایى و ویژگى هاى این منابع در تولید عوامل واكنش گر در مواد مورد فرآورى اقدام مورد نظر معمول مى گردد .این كاربردها بیشتر شامل پرتودهى مواد غذایى ، سترون كردن محصولان پزشكى ، ضد عفونى كردن مواد بهداشتى ،كنترل ویا ریشه كنى حشرات موذى ،بهبود كیفیت پلاستیك ها ، كمپوزیت ها شامل پلیمراسیون ،كراسلینك و تخریب در پلاستیك ها ،عایق ها و كابل ها ،رنگ ها ، تایر ها وسایر ابزار اتومبیل مى گردد. پرتو گاما در واقع مانند خیلى از پرتوهاى دیگر نوعی از انرژى الكترو مغناطیس حساب مى شود . پرتو گاما ، اشعه ایكس، ماوراء بنفش مرئى (نور) ، مادون قرمز ، ، امواج دیگر یا كهموج(میكروویو) ، امواج رادیویى و تلوزیونى همه از فرم هاى تابش یا انرژى الكترو مغناطیس هستند . تنها وجه متمایز بین تمام این فرم ها ، فقط میزان یا مقدار انرژى است كه هر یك از این امواج یا پرتو ها با خود حمل مى كنند.
فرآورى پرتو ها مدتها است كه به صورت عمومى وتجارى مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از كبالت _60 براى پرتو گاما ، باریكه هاى الكترونى ، اشعه ایكس براى سترون سازى وسایل ، سرنگها، دستكشها، و لباسهاى اطاق عمل با استفاده از تكنیكهاى پرتو فراورى انجام مى شود . در صنایع براى نگهدارى طولانى مدت محصولات غذایى ، دارویى،آرایشى ، بهداشتى،از پرتو فراورى بهره گرفته مى شود .
كاربردهاى پرتو فرآورى
• سترون سازى محصولات پزشكى ،غذایى و بهداشتى در بسته بندى ها و موادپسمان از طریق حذف باكترى ها و میكرب ها
• حشره زدایى و حذف جانوران موذى از محصولات كشاورزى
• فرآورى مواد پلیمرى جهت بهبود خواص فیزیكى و مكانیكى
مزایاى كاربرد هاى پرتو فرآورى در مقایسه با روشهاى دیگر عبارتند از :
• قابلیت تنظیم دقیق دز و قدرت نفوذ پرتو گاما در مواد مورد نظر
• امكان توزیع یكنواخت دز در فرآیند سترون سازى
• كنترل ساده روش پرتو فرآورى (آزمایشهاى میكروبیولوژى و دزیمترى)
• قابلیت سترون سازى شده محصولات بسته بندى شده با پوششهاى مختلف
• سرعت و امكان استفاده محصول بلافاصله پس از فرآیند
• بررسى قابلیت هاى انعطاف كاربرى سیستم (چشمه)
• مكانیسم ذاتى كشندگى میكرو ارگانیسمها، توسط پرتو ها بدون ایجاد پسمان ویا پرتوزدایى
• بررسى اقتصادى بودن فرآیند
مكانیسم پرتو فرآورى
در پرتو فرآورى از اشعه پر نفوذ، گاما ناشى از چشمه هاى بسته پرتوزا ویا از باریكه الكترونهاى پر انرژى استفاده مى شود. این پرتوها تقریباْ با سرعت نور حركت كرده وطى برخورد ها و بمباران اهداف، باكتری ها را در محصولات و داخل بسته بندىهاى خود از بین مى برند . بدین طریق محصولات پرتو دهى داده شده تا زمان باز كردن بسته بندى ها استریل باقى مى مانند .
پرتوهاى ایكس و گاما و باریكه هاى الكترونى عیناْ شبیه مكانیزم اثر یونیزاسیون ،محصولات را استریل مى كنند . تنها تفاوت بین پرتودهى با الكترونها و سایر روشهاى پرتودهى در عمق نفوذ آنها است . از آنجاییكه الكترونها داراى جرم و بار هستند ،لذا عمق نفوذ انها بسیار كمتر از پرتوهاى گاما یا ایكس فاقد بار الكتریكى و تقریباْ بدون جرم هستند . به عنوان مثال در این فرآیند عمریال ماده مورد فرآورى بین 8 سانتیمتر تا 100 سانتیمتر مى تواند متفاوت باشد . بر این اساس در كاربرد باریكه هاى الكترونى لازم است محدودیتهایى را در مورد اندازه و ابعاد جعبه هاى محصول رعایت نمود در حالیكه با اشعه گاما مى توان محصولات با چگالى ویا حجم بیشتر را نیز پرتو دهى كرد.
انرژى حمل شده در پرتو ها، یا باریكه الكترونها به اتمهاى محصول مورد تابش توسط برخورد این پرتو ها یا الكترونها با ماده ، منتقل مى شود. در اثر این تصادم ها ، اتمها ، الكترونهاى پیوندى خود را از دست مى دهند كه اصطلاحاْ به آن یونیزاسیون گفته مى شود. همین فرآیند است كه نتیجه آن عدم تقسیم سلولى و تخریب غیر قابل بازگشت تداوم زندگى از نظر ساختار شیمیایى ارگانیسم هاى زنده مى شود.
در واقع مبناى عمل پرتو فرآورى توانایى تولید زیاد كاتیونها ، آنیونها، رادیكالهاى آزاد وعوامل واكنش گر مى باشد .طى این فرایند واكنشهاى بسیار متعدد ومتنوع اتفاق مى افتد كه برخی از آنها نظیر واكنشهاى زیر مى باشد:
پلیمریزاسیون 3c2H------------>C6H6
رادیكال آزاد H2O----------->H+OH
رادیكال آزاد CH4--------->H0+CH4
رادیو لیز 2NH3--------->N2+3H2
لازم به ذكر است كه چشمه هاى پرتو گاما مانند نور معمولى از درون لامپهاى بسته شده به بیرون درخشش مى كنند ،این پرتو ها نیز از درون لوله یا محفظه فلزى كاملاْ بسته شده ،به بیرون نفوذ مى كنند ، ولى نحوه پخش پرتوها در محیط مورد نظر بستگى به شكل هندسى چشمه هاو آرایش آنها دارد. بسته بندى هاى این چشمه ها دولایه بوده و به نحوى است كه قابلیت استفاده آن در عمر مفیدش كاملاْ میسر باشد. پرتودهى چشمه هاى رادیو اكتیو بر خلاف لامپهاى نور مرئى، براى چشم انسان غیر مرئى است، ولى بسیار نفوذ پذیر است. لذا در زمانهایى كه از آن استفاده نمى شود مى بایست كاملاْ تحت حفاظ مناسب مثل آب، بتون یا سرب قرار گیرد. چشمه هاى پرتو زا باز هم بر خلاف لامپ نور مریى به نیرویى كه از خارج به آن وارد شوند نیاز ندارد ولى به تدریج قدرت تشعشع یا درخشش غیر مریى آن با گذشت زمان كاهش مى یابد. به عنوان مثال پرتوزایى یك چشمه جدید كبالت، پس از 5.3 سال به نصف مقدار اولیه كاهش میابد.
معمولاْ با نصب و تغییر رنگ شاخص پرتو دیدگى روى محصول مورد پرتو فرآورى ، انجام فرآیند، روى آن مشخص مىشود تغییر رنگ البته نشان دهنده كیفیت فرآیند ، محسوب نمى گردد.
نویسنده:مژده اصولی
