موضوع گزارش :  مرکز پرتو فرآیند یزد

 

تهيه و تنظیم  كننده:

صاحب مرادپور

 

مقطع تحصيلي :

كارشناسي ناپیوسته بهداشت محيط ترم4

 

 

 

خرداد ماه 1390

 

                       معرفی مرکز پرتو فرآیند یزد

 

مرکز پرتو فرآیند یزد وابسته به سازمان انرژی اتمی ایران در سال 1376 با هدف تحقیقات و کاربرد پرتوهای الکترون و ایکس که در شتاب دهنده های مختلف تولید میشوند در کیلومتر 15جاده یزد - تفت در استان یزد رسماً شروع بکار کرد. در نیمه اول سال 1377 شتاب دهنده الکترون پرقدرت این مرکز پرتودهی آزمایشی خود را آغاز نمود.

پس از طی دوره آزمایشی این شتاب دهنده از اوایل سال 1378 در جهت ارائه خدمات پرتودهی به صنایع و انجام پروژه های تحقیقاتی و کاربردی متعدد بکار گرفته شده و شامل:

 

بخش پرتو فرآیند:

شامل ساختمان اصلی شتاب دهنده الکترون) رودوترون( با طراحی خاص خود و دیوارها و سقفهای بتونی به ضخامت 4 متر )حفاظ پرتو( سالن اصلی ورود و خروج مواد و محصولات برای پرتودهی و سالنهای پرتودهی با طراحی خاص خود میباشد.

 

بخش آزمایشگاه و کنترل کیفی:

شامل آزمایشگاههای مجهز پلیمر، آزمایشگاه میکروبیولوژی، آزمایشگاه دزیمتری و کارگاه الکترونیک میباشد.

 

بخش محصولات انقباض حرارتی:

شامل اکسترودرها، سیستمهای انبساط لوله ها و تجهیزات جانبی.

 

بخش پشتیبانی:

شامل ساختمان خدمات، انبارها، منابع آب، کارگاه، پست های برق، سیستمهای برق اضطراری و مهمانسرا میباشد.

 

 

 

اصطلاحات و پارامترهای پرتودهی :

 

 (Dose)دز :

کمیتی است که انرژی منتقل از پرتوها به جسم را نشان میدهد و عبارت است از :  جذب انرژی در واحد جرم که با یکای گری (Gray) اندازه گیری میشود؛ در گذشته برای این کمیت از یکای راد  (Rad) استفاده میشد.

 

شدت پرتو (آمپر) :

عبارت است از مقدار بار الکتریکی که در واحد زمان از شتاب دهنده خارج میشود و معمولاً در شتاب دهنده ها در حدود میلی آمپر بیان میشود.

 

 (ev) الکترون ولت :

واحد انرژی نیز الکترون ولت است و معادل مقدار انرژی است که الکترون در اختلاف پتانسیل یک ولت کسب میکند.

 

انرژی:

نمایانگر قدرت نفوذ الکترون و در نهایت توزیع دز جذبی در محصول است. توان و یا قدرت شتاب دهنده که با کیلوولت بیان میشود و از حاصل ضرب شدت در انرژی بدست می آید. درحال حاضر توان شتاب دهنده مرکز پرتو فرآیند یزد 100 کیلووات و انرژی آن حداکثر 10 مگا الکترون ولت میباشد که بالاترین انرژی مجاز شتاب دهنده صنعتی است ، بعبارت دیگر با این سیستم میتوان در هر ساعت حدود 10 مترمکعب محصولاتی مانند لوازم پزشکی را استریل نمود.

 

مقایسه پرتوهای الکترون و گاما :

اختلاف عمده پرتوهای الکترون و گاما در قدرت نفوذ آنها در ماده است. پرتوهای گاما دارای قدرت نفوذ زیاد هستند، در حالی که نفوذ الکترون بستگی به انرژی الکترونهای شتاب داده شده دارد.

با یک شتاب دهنده الکترون دز مورد نظر به سرعت در حد ثانیه اعمال میگردد، ولی با پرتو گاما این کار ممکن است ساعتها طول بکشد.

پرتو گاما و پرتو ایکس حاصل از برخورد الکترون با یک هدف، همانند امواج رادیویی، میکروویو، ماوراء بنفش و نورمرئی، قسمتی از طیف امواج الکترومغناطیسی را در منطقه طول موج کوتاه با فرکانس بالا تشکیل میدهند و دارای قدرت نفوذ زیاد و اثرات مشابهی در ماده میباشند و فقط منابع تولید آنها متفاوت میباشد.

بعنوان مثال پرتو گاما از رادیو ایزوتوپ کبالت 60 و پرتو ایکس با دستگاههای خاص مثل شتاب دهنده ها تولید میشوند.

 

مرکز پرتو فرآیند یزد با تجهیزات و امکانات خاص خود در زمینه های زیر آماده ارائه خدمات میباشد :

 

1. پرتودهی مواد پلیمری:              

این گونه مواد بصورت خام یا آماده (مثل لوله، کابل و سیم) بوسیله ی سیستم نقاله یا بوسیله قرقره های مخصوص، توسط پرتوهای الکترون پرتودهی  (Conveyer) میشوند.

 

2. پرتودهی محصولات پزشکی یکبار مصرف  :

اینگونه محصولات جهت استریلیزاسیون قابل پرتودهی با پرتوهای الکترون یا ایکس میباشند.

 

3. پرتودهی مواد غذایی :

این گونه محصولات جهت میکروب زدایی و از بین بردن آفات انباری یا تحقیقات دراین زمینه پرتودهی میشوند.

 

4. کنترل کیفی مواد پلیمری :

آزمایشگاههای پلیمر مرکز میتوانند پارامترهای مختلف محصولات و مواد پلیمری را قبل و بعد از پرتودهی اندازه گیری نمایند.

 

5. دزیمتری :

اندازه گیری دز،(Validation)  آزمایشگاه دزیمتری مرکز، امور مربوط به صحه گذاری جذبی در محصول و بطور کلی کنترل فرآیند پرتودهی را با روشهای مختلف دزیمتری بعهده دارد.

 

6. میکروبیولوژی :

در این آزمایشگاه، آلودگیهای میکروبی، قبل و بعد از پرتودهی اندازه گیری شده و دز مناسب برای هر محصول تعیین میگردد.

 

7. انجام پروژه های تحقیقاتی :

این مرکز آمادگی لازم جهت انجام پروژه های تحقیقاتی در زمینه های مختلف پرتو فرآوری را دارد.

v    بعضی از زمینه های تحقیقاتی پرتو فرآوری عبارتند از:

 

- Curing Of Polymers

- Polymer – Wood Composites

- Grafting

- Surface Modifications

- Curing Of Industrial Coating

- Adhesives

- Sealing Materials

- Packaging Materials

 

 

 

 

 

 

 

 

شرح بازدید

 

پرتو فرآیند چیست؟

 

سه نوع تابش در صنعت مورد استفاده قرار میگیرند :

Ø     گاما

Ø     الکترون

Ø     ایکس

 

این پرتوها اگر چه با روشهای مختلف تولید میشوند، ولی در اصل یک کار را انجام میدهند. انرژی منتقل شده بوسیله این پرتوها در فرآیند پرتودهی باعث تغییرات فیزیکی و شیمیایی میشود و در نهایت منجربه پلیمریزاسیون، پیوند عرضی، استریلیزاسیون و یا پاستوریزاسیون سرد (در مواد غذایی) میگردد.

این نوع پرتوها از نوع پرتوهای یونیزان میباشد، زیرا انرژی آنها در حدی است که فقط میتوانند الکترونها را از اتم ها و مولکولها جدا کرده و آنها را به یون تبدیل کنند.

 

نفوذ الکترونها در ماده باعث تحریک مولکولهای ماده شده، نفوذ پرتو گاما در ماده باعث تولید الکترونهای ثانویه شده که  آن را یونیزه میکند .باعث یونیزه کردن مولکولهای آن ماده میشود.

1. عمق نفوذ الکترون در ماده

2. الکترونهای خارج شده از شتاب دهنده

3. الکترونهای ثانویه

4. ماده مورد پرتو دهی

 

از آنجا که انرژيهای مورد استفاده در پرتودهی، درحدی نیست که بتواند درهسته اتم تغییراتی بوجود آورد، لذا محصول پس از پرتودهی رادیواکتیو نمیشود و بلافاصله قابل استفاده است.

 

مشخصات عمده شتاب دهنده مرکز یزد  :

شتاب دهنده الکترون مرکز پرتو فرآیند یزد از نوع جدید ترین و پرقدرت ترین شتاب دهنده های با چهار خروجی عمودی (Rhodotron) موجود در جهان است. این شتاب دهنده از نوع رودوترون و افقی و انرژيهای 5 و 10 میلیون الکترون ولت میباشد.

قدرت نهایی این دستگاه 100 کیلووات است و تا دو برابر قابل افزایش میباشد و میتواند پرتوهای ایکس و الکترون تولید نماید.

 

اصول و کار شتاب دهنده رودوترون :

همانند تمام شتاب دهنده ها، رودوترون نیز برهمان اصل بنیانی عبور الکترونها از یک میدان الکتریکی قوی، بمنظور افزایش انرژی کار میکند.

چون در رودوترون، میدان الکتریکی در یک محفظه شتاب قرار دارد و الکترونها توسط میدانهای مغناطیسی، مجدداً جهت شتاب بیشتر به این محفظه برمیگردند، لذا این شتاب دهنده میتواند به صورت پیوسته عمل نماید. شتاب دهنده رودوترون، نسل جدیدی از شتاب دهنده هاست که قادر است پرتوهای الکترون و یا ایکس پرقدرت و پرانرژی را برای مصارف صنعتی از قبیل استریلیزاسیون لوازم پزشکی، پرتودهی مواد پلیمری، کابل، سیم و مواد غذایی را به وجود آورد و شامل اجزاء زیر میباشد:

1. محفظه کواکسیال

2. تیوپ تترود) آمپلی فایر RF )

3. سیستم خنک کننده

4. نگهدارنده مگنت های برگشت الکترون

5. مگنت های برگشت الکترون

6. پمپ توربو خلاء

7. تفنگ الکترونی

 8. خروجی پرتو 10MeV

9. خروجی پرتو 5MeV

کاربردهای شتاب دهنده الکترون :

 

-  استریلیزاسیون :

استریلیزاسیون لوازم پزشکی یکبار مصرف، مثل دستکش های جراحی، نخ جراحی، سوزن، سرنگ، باند و گاز، ست انتقال خون، کیت های دیالیز و غیره، بوسیله شتاب دهنده الکترون امکانپذیر میباشد.

مزایای استفاده از روشهای پرتودهی در استریلیزاسیون :

بوسیله پرتودهی با الکترون، موادی که تمایل به (Doserate) به علت نرخ بالای دز تخریب دارند، کمتر آسیب می بینند. از تمام تکنیک های استریلیزاسیون، سریع تر و قابل انعطاف تر است. از بکار بردن گازهای سمی و سرطانزا که برای سلامتی و محیط زیست خطرناك هستند، جلوگیری میکند. میتواند وسایلی را که به حرارت حساس هستند، در بسته بندی نهایی خود بصورت پیوسته استریل نماید.

 

-  پلیمریزاسیون:

پرتودهی با الکترون، بطور قابل ملاحظه ای خواص حرارتی، فیزیکی و یا شیمیایی مواد پلیمری ارزان قیمت را بوسیله اصلاح ساختمان مولکولی آنها (پیوند عرضی) بهبود میبخشد.

فرآیند پرتودهی با الکترون، در بالا بردن کیفیت برخی محصولات که در آنها روشهای حرارتی و یا شیمیایی، غیرممکن و یا مقرون به صرفه نیستند، نقش مهمی دارد.

کاربردهای متداول و ثابت شده ای همچون ایجاد پیوندهای عرضی در لوله های آب و روکش کابل و سیم، امروزه در بیشتر کشورهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند.

وجود یک شتاب دهنده ی پرانرژی و پرقدرت در مرکز پرتو فرآیند یزد، چنین فرآیندهایی را در حجم زیاد و برای محصولات با ضخامت بیشتر ممکن میسازد.

با ایجاد آزمایشگاههای مجهز پلیمر جهت تحقیقات و همچنین ایجاد خطوط تولید لوله در راستای اهداف پلیمریزاسیون (Heat Shrinkable Tubes)  قابل انقباض حرارتی اقدام نموده است .در این قسمت لوله های قابل انقباض حرارتی در قطرهای مختلف، از 2 تا 250 میلیمتر تولید میگردد.

این لوله ها عمدتاً در صنایع برق، الکترونیک و مخابرات مورد استفاده قرار میگیرند، همچنین میتوان از این لوله ها بعنوان روکش، در صنایعی مانند خودروسازی نیزاستفاده کرد.

در قسمت تولید این مرکز، حجم زیادی از لوله های قابل انقباض، تولید و پرتودهی میشوند.

-  پرتودهی مواد غذایی :

این روش که به پاستوریزاسیون سرد موسوم است، امروزه در جهان مورد توجه خاصی قرار گرفته است و در مقیاس های صنعتی مورد بهره برداری قرارمیگیرد. از گذشته های دور بشر برای بهبود کیفیت و نگهداری موادغذایی خود، روشهای مختلفی را جهت جلوگیری از فاسد شدن و از بین بردن آلودگیهای میکروبی بکار گرفته است. روشهای متداول امروزی که حاصل تجربه قرون گذشته است، شامل:  انجماد ، سمپاشی، نگهداری در سردخانه، خشک کردن، تخمیر و کنسرو میباشد. امروزه پرتودهی موادغذایی که به پاستوریزاسیون سرد موسوم است، یک روش جدید جهت نگهداری مواد غذایی است که همزمان باعث کاهش آلودگیهای میکروبی ماده غذایی نیز میشود.

 

سایر استفاده های پرتودهی

امروزه استفاده از پرتودهی گسترش بسیاری یافته است و میتوان علاوه بر موارد اصلی فوق به چند نمونه زیر نیز اشاره کرد :

-  تغییر رنگ در انواع شیشه ها و کریستال ها

-  پرتودهی کامپوزیت ها بمنظور بالابردن مقاومت شیمیایی، مکانیکی، حرارتی و ...

ü     تولید ورق های بسته بندی پلی اتیلنی و ایجاد خاصیت انقباض در اثر حرارت

ü     استریل کردن ظروف غذایی

ü     پرتودهی بمنظور بازیافت ضایعات پلاستیک ، تفلون و غیره

ü     پرتودهی برای پیش پخت اجزاء تایر

ü     میکروب زدایی از انواع مواد خطرناك، پسماندها، آب و فاضلاب

ü  پرتودهی پوششهای پلاستیکی مواد مختلف مانند : چوب، فلز، کاغذ، سرامیک و غیره، بمنظور مقاوم کردن سطوح آنها در برابر سایش، مواد شیمیایی، رطوبت و گرما

 

 

بحث ونتیجه گیری

مزایای استفاده از روشهای پرتودهی در استریلیزاسیون :

بوسیله پرتودهی با الکترون، موادی که تمایل به (Doserate) به علت نرخ بالاي دز تخریب دارند، کمتر آسیب می بینند.

از تمام تکنیک های استریلیزاسیون، سریع تر و قابل انعطاف تر است.

از بکار بردن گازهای سمی و سرطانزا که برای سلامتی و محیط زیست خطرناك هستند، جلوگیری میکند.

میتواند وسایلی را که به حرارت حساس هستند، در بسته بندی نهایی خود بصورت پیوسته استریل نماید.

فرآیند پرتودهی با الکترون، در بالا بردن کیفیت برخی محصولات که در آنها روشهای حرارتی و یا شیمیایی، غیرممکن و یا مقرون به صرفه نیستند، نقش مهمی دارد.

وجود یک شتاب دهنده پرانرژی و پرقدرت در مرکز پرتو فرآیند یزد، چنین فرآیندهایی را در حجم زیاد و برای محصولات با ضخامت بیشتر ممکن میسازد.

امروزه پرتودهی موادغذایی که به پاستوریزاسیون سرد موسوم است، یک روش جدید جهت نگهداری موادغذایی است که همزمان باعث کاهش آلودگیهای میکروبی ماده غذایی نیز میشود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منبع :

http://yrpc.ir

 

 

 

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و یکم آبان ۱۳۹۱ساعت 10:53  توسط حسین غریبی  |