Радиационно-технологические установки для стерилизации медицинских изделий и обработки продуктов питания на основе ускорителей ИЛУ-6, ИЛУ-10

• Автор: Воронин, Леонид Александрович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 94 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:

Глава 1. Сравнение существующих методов стерилизации и обработки продуктов питании. Преимущества радиационных
методов
Глава 2. Промышленный комплекс для стерилизации медицинских изделий однократного применения на основе ускорителя ИЛУ
2.1 Обоснование возможности использования ускорителя с энергией пучка ускоренных электронов 2.5 МэВ для стерилизации шприцев
2.2 Радиационно- технологический комплекс для стерилизации медицинских изделий однократного применения на базе ускорителя ИЛУ

2.3 Основные результаты и выводы

Глава.?. Радиационно-технологическая установка для обработки пищевых продуктов с использованием ускорителя ИЛУ

3.1 Ускоритель ИЛУ-10 в составе радиационно-технологической установки

3.2 Выбор и оптимизация конвертера пучка ускоренных электронов в тормозное излучение

3.3 Конструкция конвертера

3.4 Основные полученные результаты и выводы
Глава 4. Система измерения мощности дозы тормозного излучения
4.1 Выбор диодов для системы полупроводниковых датчиков
4.2 Методика эксперимента
4.3 Основные полученные результаты и практика использования системы датчиков
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Среди радиационно-технологических процессов особенно выделяются технологии стерилизации медицинских изделий однократного использования и обработки продуктов питания, так как они непосредственно связаны с жизнедеятельностью и здоровьем людей. Хотя в настоящее время все еще широко используются химические и тепловые методы стерилизации, а также стерилизации и обработки продуктов питания на гамма-излучателях, применение радиационных технологий с использованием в качестве излучателей ускорителей электронов активно расширяется во многих развитых и развивающихся странах, таких как: США, Япония, Южная Корея, Китай и других. Альтернативы ускорителям, способным работать и в электронной моде, и в режиме генерации тормозного излучения, и предназначенных .как для стерилизации, так и для обработки продуктов питания, практически нет.
Важной задачей является выбор типа ускорителя с параметрами, удовлетворяющими как требованиям технологического процесса, так и требованиям необходимой производительности. Хотя в состав оборудования радиационно-технологического комплекса, кроме ускорителя, входит специально оборудованное помещение с радиационной защитой (бункер), система транспортировки облучаемой продукции, приборы технологической дозиметрии и текущего радиационного контроля, все же стоимость ускорителя и бункера может составлять совокупно до 2/3 стоимости комплекса. В свою очередь стоимость радиационной защиты прямо пропорциональна параметрам ускорителя, в особенности, энергии ускоренных электронов. Таким образом, является актуальным создание компактных, дешевых, высокопроизводительных радиационно-технологических установок на базе конкурентоспособных

промышленных ускорителей электронов сравнительно невысоких энергий [1,21Целью настоящей работы явилось создание установок и разработка технологий для стерилизации медицинских изделий однократного применения и обработки продуктов питания. Установки создавались на основе импульсных линейных ускорителей ИЛУ-6 (2.0 - 2.5 МэВ, 20 кВт) и ИЛУ-10 (3.5 - 5.0 МэВ, 50 кВт). Ускорители этой серии предназначены для широкого применения в различных технологических процессах. Они рассчитаны на длительную непрерывную работу в промышленных условиях [3].
Созданная и реализованная на заводе в Ижевске промышленная установка на базе ускорителя ИЛУ-6, предназначенная для стерилизации медицинских изделий однократного применения (шприцев), обеспечивает производительность 100 тыс. одноразовых шприцев в час (порядка 70 млн. в год), что как минимум перекрывает потребности региона. Качество стерилизованных изделий не хуже, чем у зарубежных аналогов, а стоимость стерилизации на 3-5% ниже и составляет менее 5% от стоимости изделия. Особенностью разработанной технологии стерилизации является возможность обработки изделий в потребительской таре.
Для использования в технологии обработки продуктов питания тормозным излучением создана установка на базе ускорителя ИЛУ-10. Особенность установки заключается в применении специально созданного конвертера электронов в тормозное излучение и в использовании оригинальной системы диагностики тормозного излучения. Предложена расчетная схема, позволяющая осуществить оптимальный выбор продукции, сформулировать требования к конвейерной системе, рассчитать объемы стерилизуемых пищевых продуктов. Разработанная для

3.2 Выбор и оптимизация конвертера пучка ускоренных электронов в тормозное излучение.
Прежде, чем производить расчет оптимальной мишени, необходимо привести некоторые предварительные соображения. Основным требованием к мишени является обеспечение максимального выхода из нее тормозного излучения с целью получения максимально возможного КПД радиационно-технологического комплекса. Возможны два варианта установки конвертера на выпускное устройство ускорителя. В первом варианте конвертер крепится к выпускному устройству на внешней подвеске, при этом сначала пучок проходит через фольгу, изолирующую вакуумный объем выпускного устройства от атмосферы, а потом попадает на конвертер. Такие конвертеры обычно применяются при сравнительно малой мощности пучка (< 15 кВт). При большой мощности возникают проблемы большого выхода озона и перегрева рамки выпускного устройства обратно рассеянными от конвертера электронами и выходящим обратно тормозным излучением. Во втором варианте конвертер крепится к выпускному устройству непосредственно, при этом конверсионный слой вещества с высоким атомным номером обращен в вакуум. В этом варианте снимаются проблемы озона и перегрева, но возникает проблема контроля распределения тормозного излучения. Так как мощность пучка электронов, падающих на мишень весьма высока, необходимо обеспечить принудительное водяное охлаждение конвертера. Конвертер должен обеспечить полное поглощение пучка электронов и «мягкой» компоненты тормозного излучения, т.к. в противном случае произойдет переоблучение поверхностных слоев обрабатываемой продукции. Последние два требования определяют необходимость введения в мишень фильтра из легкого материала. С одной стороны, фильтр является подложкой для слоя