ما و شتاب دهنده‌های اتمی
شتاب دهنده سیکلوترون
دستگاه شتاب دهنده سیلکوترون به منظور تولید انواع رادیوایزوتوپ ها و انجام تحقیقات بنیادی و کاربردی هسته ای سال 1370 در مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته ای کرج و در ساختمانی به مساحت 5600 متر مربع نصب و راه اندازی شده است. این شتاب دهنده توانایی تولید ذرات پروتون و دوترون به ترتیب با انرژی های تا 30 میلیون الکترون ولت و 15 میلیون الکترون ولت را دارد، که توسط آنها برخی رادیوایزوتوپ های مورد نیاز تولید می گردد. قابلیت دیگر این شتاب دهنده استخراج جریان بالا از پروتون ها تا 350 میکروآمپر و دوترون ها تا 100 میکروآمپر است. علاوه بر آن انواع هدف ها( جامد، مایع، گاز) و در عین حال دو هدف مختلف را می تواند همزمان مورد پرتودهی قرار دهد.
تعدادی از رادیوایزوتوپ های تولیدی در این شتاب دهنده نظیر گالیم-67، تالیم-201، کریپتون-81m ، ایندیم-111 و فلوئور-18 به عنوان رادیو دارو در کشور استفاده می شوند.علاوه بر آن امکانات تحقیقاتی مناسبی نیز در زمینه های گوناگون هسته ای در پیراموت فراهم شده است که زمینه انجام پروژه های تحقیقاتی را فراهم می نماید.
امکانات و تجهیزاتی که در اختیار این دستگاه شتاب دهنده قرار دارد عبارتند از:
آزمایشگاه های تولید رادیودارو مجهز به هات سل، دستگاه کروماتوگرافی مایع، کوریمتر، الکتروفورز، اسپکترومتر مادون قرمز، کالریمترUV و آشکار سازHPGe.
فعالیت های برنامه ریزی شده عبارتند از:
** فعالیت گروه های مهندسی و کارگردانی سیکلوترون در زمینه پرتودهی و تولید رادیوایزوتوپ های گوناگون با پروتون و دوترون
** فعالیت های گروه تولید رادیوایزوتوپ که به کمک دستگاه سیکلوترون انواع رادیوداروها را به تولید می کند.
** گروه تحقیق و توسعه که در زمینه های تحقیقات بنیادی و کاربردی شتاب دهنده، فیزیک هسته ای، فیزیک نوترون و سایر پژوهش های مرتبط فعالیت می کند.
شتاب دهنده ی الکترون
این شتاب دهنده از نوع رودوترون است که از سال 1378 در مرکز تحقیقات پرتوفرآیند، واقع در استان یزد جهت ارائه خدمات پرتودهی به صنایع و انجام پروژه های تحقیقاتی و کاربردی مورد بهره برداری قرار گرفته است. شتاب دهنده رودوترون دارای چهار کانال پرتودهی عمودی و افقی با انرژی های 5 و 10 میلیون الکترون ولت است. قدرت نهایی این دستگاه 100 کیلووات است که تا دو برابر قابل افزایش بوده و می تواند پرتوهای الکترون و ایکس تولید نماید.
چون در رودوترون، میدان الکتریکی در یک محفظه شتاب قرار دارد و الکترون ها توسط میدان مغناطیسی، مجددا جهت شتاب بیشتر به این محفظه بر می گردند، در نتیجه این شتاب دهنده به صورت پیوسته عمل می نماید. رودوترون نسل جدیدی از شتاب دهنده هاست، که قادر است پرتوهای الکترون و یا ایکس پرقدرت و پر انرژی را برای مصارف صنعتی از قبیل پرتودهی لوازم پزشکی، مواد پلیمری، کابل، سیم برق و مواد غذایی را به وجود آورد.
فعالیت های برنامه ریزی شده در این سیستم عبارتند از:
استریلیزاسیون: لوازم پزشکی یکبار مصرف مانند دستکش های جراحی، نخ جراحی، سوزن، سرنگ ، باند ، و گاز ، کیت انتقال خون ، کیت های دیالیز و موارد دیگری از این قبیل بوسیله شتاب دهنده الکترون.
مزایای استفاده از پرتودهی الکترون برای استریلیزاسیون را نیز می توان به شرح ذیل خلاصه کرد:
1.از تکنیک های دیگر، سریعتر و قابل انعطاف تر است.
2. از به کاربردن گازهای سمی و سرطان زا که برای سلامتی و محیط زیست خطرناک هستند، جلوگیری می شود.
3.این روش می تواند وسایل حساس به حرارت را در بسته بندی نهایی خود به صورت پیوسته استریل نماید.
پلیمریزاسیون: پرتودهی با الکترون به طور قابل ملاحظه ای خواص حرارتی، فیزیکی و شیمیایی مواد پلیمری ارزان قیمت را با اصلاح ساختمان مولکولی آنها از طریق ایجاد پیوند عرضی بهبود می بخشد. کاربردهای متداول و ثابت شده ای همچون ایجاد پیوند های عرضی در لوله های آب و روکش کابل و سیم که امروزه در بیشتر کشورهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر با استفاده از شتاب دهنده رودوترون و آزمایشگاه های موجود در این مرکز، امکان تولید لوله های قابل انقباض حرارتی در راستای اهداف پلیمریزاسیون وجود دارد. در این راستا لوله های قابل انقباض حرارتی با قطر 2 تا 25 میلیمتر تولید می گردد که عمدتا در صنایع برق، الکترونیک و مخابرات است.
پرتودهی مواد غذایی: امروزه این روش را پاستوریزاسیون سرد هم می نامند که شیوه ای جدید جهت نگهداری مواد غذایی است و همزمان باعث کاهش آلوگی های میکروبی و از بین رفتن آفات انباری مواد غذایی نیز می شود.
به همراه فعالیت های فوق با استفاده از امکانات دزیمتری و میکروبیولوژی موجود، کنترل کیفی فرآیند پرتودهی و اندازه گیری دز جذبی نیز صورت می گیرد.
در چشم انداز فعالیت های آینده با توجه به امکان افزایش قدرت دستگاه رودوترن تا 200 کیلووات، تلاش می شود که در آینده ای نزدیک با تأمین تجهیزات مورد نیاز پرتودهی مواد پلیمری، غذایی و نظایر آنها صورت گیرد. در این حالت توانایی ارایه خدمات پرتودهی مواد پلیمری، مواد غذایی و محصولات یکبار مصرف پزشکی به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافته و امکان انجام پروژه های تحقیقاتی بسیاری در زمینه های مختلف پرتوفرآوری فراهم خواهد شد.
__________________
به منظور کشف مشخصات ساختمان پیچیده ی اتم و دسترسی به هسته ی آن، لازم است که اتم به وسیله ی دستگاه های شتاب دهنده در معرض تابش ذراتی با انرژی بالا قرار گیرد. ذرات حاصل در پژوهش ها و مطالعات مسائل فیزیک اتمی و هسته ای و نیز تولید رادیوایزوتوپ های خاص به کار می روند. این مقاله دو قسمتی به بررسی مختصری پیرامون شتاب دهنده های ذرات مورد استفاده در کشور عزیزمان و گوشه ای از کاربردهای صلح آمیزی که این فناوری به دست متخصصان این مرز و بوم برای کشور به ارمغان آورده می پردازد.
دستگاه شتاب دهنده سیلکوترون به منظور تولید انواع رادیوایزوتوپ ها و انجام تحقیقات بنیادی و کاربردی هسته ای سال 1370 در مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته ای کرج و در ساختمانی به مساحت 5600 متر مربع نصب و راه اندازی شده است. این شتاب دهنده توانایی تولید ذرات پروتون و دوترون به ترتیب با انرژی های تا 30 میلیون الکترون ولت و 15 میلیون الکترون ولت را دارد، که توسط آنها برخی رادیوایزوتوپ های مورد نیاز تولید می گردد. قابلیت دیگر این شتاب دهنده استخراج جریان بالا از پروتون ها تا 350 میکروآمپر و دوترون ها تا 100 میکروآمپر است. علاوه بر آن انواع هدف ها( جامد، مایع، گاز) و در عین حال دو هدف مختلف را می تواند همزمان مورد پرتودهی قرار دهد.
تعدادی از رادیوایزوتوپ های تولیدی در این شتاب دهنده نظیر گالیم-67، تالیم-201، کریپتون-81m ، ایندیم-111 و فلوئور-18 به عنوان رادیو دارو در کشور استفاده می شوند.علاوه بر آن امکانات تحقیقاتی مناسبی نیز در زمینه های گوناگون هسته ای در پیراموت فراهم شده است که زمینه انجام پروژه های تحقیقاتی را فراهم می نماید.
امکانات و تجهیزاتی که در اختیار این دستگاه شتاب دهنده قرار دارد عبارتند از:
آزمایشگاه های تولید رادیودارو مجهز به هات سل، دستگاه کروماتوگرافی مایع، کوریمتر، الکتروفورز، اسپکترومتر مادون قرمز، کالریمترUV و آشکار سازHPGe.
فعالیت های برنامه ریزی شده عبارتند از:
** فعالیت گروه های مهندسی و کارگردانی سیکلوترون در زمینه پرتودهی و تولید رادیوایزوتوپ های گوناگون با پروتون و دوترون
** فعالیت های گروه تولید رادیوایزوتوپ که به کمک دستگاه سیکلوترون انواع رادیوداروها را به تولید می کند.
** گروه تحقیق و توسعه که در زمینه های تحقیقات بنیادی و کاربردی شتاب دهنده، فیزیک هسته ای، فیزیک نوترون و سایر پژوهش های مرتبط فعالیت می کند.
این شتاب دهنده از نوع رودوترون است که از سال 1378 در مرکز تحقیقات پرتوفرآیند، واقع در استان یزد جهت ارائه خدمات پرتودهی به صنایع و انجام پروژه های تحقیقاتی و کاربردی مورد بهره برداری قرار گرفته است. شتاب دهنده رودوترون دارای چهار کانال پرتودهی عمودی و افقی با انرژی های 5 و 10 میلیون الکترون ولت است. قدرت نهایی این دستگاه 100 کیلووات است که تا دو برابر قابل افزایش بوده و می تواند پرتوهای الکترون و ایکس تولید نماید.
همانند تمام شتاب دهنده ها، رودوترون نیز بر همان اصل بنیانی عبور الکترون ها از یک میدان الکتریکی قوی به منظور افزایش انرژی کار می کند
چون در رودوترون، میدان الکتریکی در یک محفظه شتاب قرار دارد و الکترون ها توسط میدان مغناطیسی، مجددا جهت شتاب بیشتر به این محفظه بر می گردند، در نتیجه این شتاب دهنده به صورت پیوسته عمل می نماید. رودوترون نسل جدیدی از شتاب دهنده هاست، که قادر است پرتوهای الکترون و یا ایکس پرقدرت و پر انرژی را برای مصارف صنعتی از قبیل پرتودهی لوازم پزشکی، مواد پلیمری، کابل، سیم برق و مواد غذایی را به وجود آورد.
فعالیت های برنامه ریزی شده در این سیستم عبارتند از:
استریلیزاسیون: لوازم پزشکی یکبار مصرف مانند دستکش های جراحی، نخ جراحی، سوزن، سرنگ ، باند ، و گاز ، کیت انتقال خون ، کیت های دیالیز و موارد دیگری از این قبیل بوسیله شتاب دهنده الکترون.
مزایای استفاده از پرتودهی الکترون برای استریلیزاسیون را نیز می توان به شرح ذیل خلاصه کرد:
1.از تکنیک های دیگر، سریعتر و قابل انعطاف تر است.
2. از به کاربردن گازهای سمی و سرطان زا که برای سلامتی و محیط زیست خطرناک هستند، جلوگیری می شود.
3.این روش می تواند وسایل حساس به حرارت را در بسته بندی نهایی خود به صورت پیوسته استریل نماید.
پلیمریزاسیون: پرتودهی با الکترون به طور قابل ملاحظه ای خواص حرارتی، فیزیکی و شیمیایی مواد پلیمری ارزان قیمت را با اصلاح ساختمان مولکولی آنها از طریق ایجاد پیوند عرضی بهبود می بخشد. کاربردهای متداول و ثابت شده ای همچون ایجاد پیوند های عرضی در لوله های آب و روکش کابل و سیم که امروزه در بیشتر کشورهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر با استفاده از شتاب دهنده رودوترون و آزمایشگاه های موجود در این مرکز، امکان تولید لوله های قابل انقباض حرارتی در راستای اهداف پلیمریزاسیون وجود دارد. در این راستا لوله های قابل انقباض حرارتی با قطر 2 تا 25 میلیمتر تولید می گردد که عمدتا در صنایع برق، الکترونیک و مخابرات است.
پرتودهی مواد غذایی: امروزه این روش را پاستوریزاسیون سرد هم می نامند که شیوه ای جدید جهت نگهداری مواد غذایی است و همزمان باعث کاهش آلوگی های میکروبی و از بین رفتن آفات انباری مواد غذایی نیز می شود.
به همراه فعالیت های فوق با استفاده از امکانات دزیمتری و میکروبیولوژی موجود، کنترل کیفی فرآیند پرتودهی و اندازه گیری دز جذبی نیز صورت می گیرد.
__________________