Примеры использования ионизирующих излучений в сельском хозяйстве и промышленности

Продление сроков хранения ягод, фруктов и овощей.

Особого внимания заслуживает проблема так называемой радуризации сочного растительного сырья – ягод, фруктов, овощей. Под термином «радуризация» понимают радиацион­ную обработку различных продуктов в дозах, подавляющих жизнедеятельность микроорганизмов и позволяющих продлить срок хранения.

При температуре 4–5°С срок хранения увеличивается в 2,5–3 раза при дозе 2–3 кГр. Срок хранения неповрежденных томатов увеличивается в 2–4 раза при тем­пературе до 10°С.

Радиационная консервация продукции растениеводства и плодоводства.

Дозы выше 10 кГр приводят к полной гибели подавляющего большинства видов микроорганизмов и могут быть рекомендованы для радиационной консервации продукции растениеводства. Важнейшим и совершенно уникальным свойством радиации является то, что при ее применении в качестве консервирующего средства не требуется других мер по соблюдению стерильности, так как облучение позволяет осуществить процесс стерилизации непосредственно в уже упакованном виде. Кроме того, при радиационной обработке в продуктах не снижается содержание витаминов – главного компонента, составляющего ценность овощей и фруктов.

При столь высоких дозах облучения за счет разрушения некоторых пигментов, образования продуктов окисления и некоторых других радиационно-химических реакций могут изменяться цвет и вкусовые качества продуктов.

Радиационная технология продления сроков хранения мяса и мясных продуктов.

Многолетний опыт многих стран свидетельствует о том, что облучение свежего мяса гамма-излучением или электронным излучением в дозах 1–5 кГр позволяет увеличивать срок его хранения при 0–4°С в несколько раз. Этот прием получил название радуризации.

С целью борьбы с сальмонеллезом облучают также яйца домашней птицы. При дозе 5 кГр количество наиболее стойких штаммов сальмонеллы снижается в них более чем в 100 раз.

Дозы гамма-излучения порядка 20–24 кГр полностью дезинфицируют мех норки, песца, лисицы, кролика.

Использование радиации в медицине с целью стерилизации.

Метод лучевой стерилизации медицинских изделий находит широкое применение как в нашей республике так и других странах. Стерилизуют шприцы, иглы, хирургические перчатки, перевязочные материалы, некоторые лекарственные препараты. Особенно перспективен метод для обеззараживания изделий разового пользования, изготовленных из пластмасс. Стерилизуют трупный материал (кости, хрящи, сосуды), искусственные сосуды, сердечные клапаны и трахеотомические трубки из пластмасс, нити кетгута и др. Как правило, стерилизация изделий проводится в упаковке из бумаги, стекла, пластмасс, и они сохраняют свою стерильность до 3–4 лет. В г. Минске в пятой клинической больнице на базе цезиевой гамма-установки «Ставрида» создан центр по радиационной стерилизации медицинских изделий для практических нужд больницы.

Модификация древесины радиационно-химическим способом.

Под воздействием излучения высоких энергий в мономере образуются радикалы, которые приводят к полимеризации. Применение нейтронного излучения исключается вследствие явления остаточной активности. Для пропитки древесины используют мономеры винилового ряда, которые легко полимеризуются под действием радиации. Это соединение с общей формулой СН₂ – СНХ, например, стирол – СН₂ = =СН(С₆Н₅), метилметакрилат – СН₂ = С(СН₃) СООН₃ и др. Все молекулы имеют двойную связь С = С, которая легко разрывается, что приводит к образованию радикалов, которые затем дают длинную полимерную молекулу.

Таким образом, сущность радиационно-химической модификации заключается в образовании единого, химически связанного комплекса древесины с высокомолекулярным пропитывающим веществом.

В модифицированной древесине водопоглощение снижается на 60%, набухание – в 6 раз, предел прочности на изгиб увеличивается на 30%.

Получение бетонополимеров радиационно-химическим методом.

Полученные легкие бетонополимеры имеют прочность на изгиб в 3,7–7 раз больше, чем непропитанные, прочность на сжатие – в 2,7–3,9, прочность на растяжение – в 2,4 – 4,8 раза больше.

У ячеистого бетона водопоглощение снижается более чем в 8 раз, что исключает применение гидроизоляции. Образцы выдерживают 500 циклов оттаивания – замораживания.

Радиационно-химическая модификация полиэтилена.

Облученные полиэтиленовые изделия сохраняют свою фор­му при температуре 150–200°С и выше, по механическим свой­ствам они не уступают каучуку. Электрическая прочность этих изделий уве­личивается в 2 раза.

Задание 1. Определение поглощенной дозы облучения при стерилизации с помощью химического дозиметра.

Измерение поглощенной дозы производят на спектрофото­метрах типа СФ-36, СФ-46 и других по коэффициенту пропу­скания по длине волны 512А°. Коэффициент пропускания не­облученного дозиметра принят за 100%.

Устройство и работа спектрофотометра.

Устройство спектрофотометра СФ-46 представлено на рис.23.

В основу работы спектрофотометра положен принцип из­мерения отношения двух световых потоков: потока, прошед­шего исследуемый образец, и потока, падающего на исследу­емый образец (или прошедшего через контрольный образец).

Световой пучок из осветителя попадает в монохроматор через входную щель и разлагается дифракционной решеткой в спектр. В монохроматический поток излучения, поступаю­щий из выходной щели в кюветное отделение, поочередно вво­дятся контрольный и исследуемый образцы. Излучение, про­шедшее через образец, попадает на катод фотоэлемента в приемно-усилительном блоке. Электрический ток, проходящий через резистор R, который включен в анодную цепь фотоэле­мента, создает на резисторе падение напряжения, пропорцио­нальное потоку излучения, попадающего на фотокатод.

Значение измеряемой величины выводится на цифровое табло или стрелочный прибор.

Оборудование и приборы.

1. Спектрофотометр СФ-36 или СФ-46.

2. Пленочные дозиметры.

3. Калибровочные графики для определения дозы.

Порядок выполнения задания. 1. Нажмите кнопку «Сеть» и вы­держите прибор во включенном состоянии не менее 30 мин (перед включением проверьте наличие заземления).

Рис.23. Устройство спектрофотометра СФ-46.

2. Закройте фотоэлемент, установив рукоятку 41 переклю­чателя шторки в положение «ЗАКР», и переключателем 21 ус­тановите ширину щели 0,15 мм.

3. Установите в держатель от одного до трех дозиметров, в четвертую позицию держателя может быть установлен конт­рольный дозиметр (образец). При отсутствии образца изме­рение будет проводиться относительно воздуха (100% про­пускания).

4. Установите держатель на каретку в кюветном отделе­нии.

5. Установите требуемую длину волны, вращая ручку длин волн.

6. Установите рукояткой 41 и рычажком 34 в рабочее по­ложение фотоэлемент и источник излучения, соответствую­щие выбранному спектральному диапазону измерения.

7. Установите рукояткой 50 стрелку измерительного при­бора на ноль.

8. Установите на пути потока излучения контрольный об­разец, перемещая каретку рукояткой 40.

9. Установите рукоятку 49 в положение «ОТКР» (фотоэле­мент открыт).

10. Установите стрелку измерительного прибора на деле­ние 100%, вращая ручку 21 механизма изменения ширины щели.

11. Установите в рабочее положение измеряемый дозиметр, перемещая каретку ручкой 40 в положение 2, 3 и 4 и сними­те показания со шкалы измерительного прибора.

12. Определите по оптической плотности поглощенную до­зу.

13. Закройте фотоэлемент, установив рукоятку 49 в поло­жение «ЗАКР».

14. Откройте крышку кюветного отсека и достаньте дози­метры.

15. Для снятия показаний с другой партии дозиметров повторите пункты 1–6.

Примечания. 1. При выведении из потока излучения измеряемого образца и введении контрольного образца стрел­ка измерительного прибора должна вернуться на деление 100%. При необходимости подкорректируйте ноль измери­тельного прибора.

2. Перед каждым новым измерением, когда неизвестна ве­личина выходного напряжения, следует устанавливать шири­ну щели 0,15 мм во избежание засвечивания фотоэлементов.

3. Снимать показания можно только при плотно закрытой крышке кюветного отделения. Открывать крышку можно при установленной в положение «ЗАКР» рукоятке переключения шторки.