назад

Ядерные технологии или радиация работающая на благо человека

В нашем сознании прочно укрепилось понимание, что техногенная радиация опасна для здоровья. Но так ли это на самом деле? Об этом не принято широко говорить, но энергия атома активно используется во многих промышленных отраслях. И не только для получения дешевой электроэнергии! Сегодня в 60 странах мира немалая часть пищевых и сельскохозяйственных продуктов стерилизуется с помощью радиации, а полимеры для покрышек и электрических проводов упрочняются на электронных облучателях.

 

В чем суть технологии?

В основе радиационной технологии лежит использование энергии ионизирующего излучения, образующегося при распаде изотопов радиоактивного элемента или при бомбардировке вещества ускоренными электронами. Проникая внутрь живого микроорганизма, бета- и гамма-частицы убивают вредные патогенные микроорганизмы, инициируют протекание определенных химических реакций, подавляют биологические процессы в пищевых продуктах и изменяют физико-химические свойства полимерных материалов.

При этом ни один из видов ионизирующего облучения не делает опасными обрабатываемые продукты и материалы. Поэтому радиационная технология успешно применяется при проведении нескольких технологических процессов:

  • стерилизации;
  • структурирования;
  • отверждения и прививки.

В качестве радиационных облучателей применяются источники γ-излучения от изотопов цезия-137 и кобальта-60, рентгеновское излучение от установок с энергией менее 5 мегавольт, пучки электронов высокой активности, генерируемых электронными ускорителями в интервале энергий до 10 мегавольт.

Несмотря на то, что Россия первой использовала ионизирующее облучение для дезинфекции посевов (в 1958 году посевное зерно и картофель, ввозимые из Канады и загрязненные долгоносиком, были обработаны на ионизирующих облучателях), технология не нашла широкого применения в нашей стране. Наибольшее количество облучателей расположено в Китае (40%) и США (39%), в России лишь планируется создать один центр по радиационной обработке. Только с 1 января 2016 года заработал ГОСТ ISO 14470-2014, разрешающий стерилизовать пищевые продукты электронными и ионизирующими облучателями, но до сих пор ГОСТы для конкретных продуктов не разработаны.

 

Интересный факт

По данным ФАО ООН, в Европе ежегодно изготавливается и реализуется свыше 200 тысяч тонн продуктов, простерилизованных облучателями. В Канаде радиацией обеззараживают замороженных цыплят, в Нидерландах – устрицы и лягушачьи лапки. В Австралии с 1979 года облучают замороженных креветок в промышленных масштабах. В США каждый год с помощью радиации стерилизуется свыше 100 миллионов килограммов пищевых продуктов, среди которых: мясо (фарш), овощи,фрукты, какао, кофе, яйца, овсяные хлопья, пиво, консервы, приправы и сгущенное молоко.

 

Сферы использования радиационного облучения

  1. Производство автомобильных покрышек для колес.

Крупные изготовители автомобильных покрышек США, Франции и Японии применяют радиацию для структурирования невулканизированной резины (радиационную вулканизацию). При этом улучшаются ее механические свойства, повышается усталостная прочность и износостойкость.

  1. Упрочнение телефонных кабелей.

С помощью радиации обрабатываются полимеры, идущие на изготовление изоляции для проводов и кабелей. После облучения оболочка приобретает два важных качества: не «течет» при повышенной температуре и при увеличении порога температуры плавления приобретает свойство резины. Такие изоляционные характеристики важны при обустройстве внутренних электрических схем звукового и электронного оборудования, линий электропередач, а также востребованы в авиационной, автомобильной, и судостроительной промышленности. К сожалению, радиационная технология не применима к кабелям высокого напряжения, поскольку ограничивается проникновение электронов. Поэтому многие ведущие концерны, специализирующиеся на выпуске проводов и кабелей, помимо облучателей используют линии химического структурирования.

  1. Дезинсекция зерна

В основе многих методов по очистке зерна лежит использование стерилизующего эффекта γ-излучения (радиационная дезинсекция). Большинство насекомых-вредителей после облучения дозой 100-200 Гр становятся стерильными и спустя 2-3 недели погибают. Качество риса, кукурузы, пшеницы, гречихи и другого зерна не ухудшается, облучение частично защищает зерновые запасы от повторного заражения, поскольку при спаривании со стерильными самками, которые еще могут остаться живыми, плодовитость особей резко падает.

  1. Стерилизация кормов для животных

Технология радиационной обработки кормов и кормовых добавок для животных развита во многих странах, особенно в Израиле, и считается достойной альтернативной пропионовой кислоте. Высокие дозы γ-облучения применяются при получении кормов для лабораторных животных, а низкие дозы – для сельскохозяйственных животных. В процессе обработки продукция быстро и надежно очищается от сальмонеллы, трихинелл и других патогенных микроорганизмов.

  1. Дезинфекции и стерилизации медицинских изделий

Радиационная стерилизация медицинских изделий на промышленном уровне начала использоваться в 50-60-х годах во Франции, США, Австралии и Великобритании. И дело не только в том, что метод позволяет быстро обеззараживать немалые партии шприцов, катетеров и наборов для переливания крови, а то, что изделия могут стерилизоваться в упаковках, в результате чего успешно решается проблема повторного загрязнения.

Свою эффективность доказала радиационная обработка медицинской одежды, изготовленной из нетканого пластического материала, – бахил, салфеток, наборов для операций, хирургических костюмов. В сравнении с альтернативным методом, в процессе которого используется специальный газ, уровень стерильности после облучения впечатляет – 106 КОЕ (1 бактерия) на миллион изделий. При этом не нужно держать изделия в нагретом виде восемь часов и постоянно вентилировать производственное помещение, где проводится дезинфекция.

  1. Пищевое производство

После того, как выяснилось, что стерилизация сернистым газом овощей и фруктов вредит озоновому слою и нарушает экологическое равновесие, технология лучевой обработки пищевых продуктов гамма-облучением стала использоваться во всем мире. Поскольку эффект стерилизации достигается при обычной температуре воздуха и не приводит к нагреву продуктов, способствуя сохранению их свежести, ее назвали холодной пастеризацией. Технология успешно применяется для различных целей:

  • удлинение сроков хранения продукции;
  • подавление процесса прорастания клубней, корнеплодов, луковиц;
  • ингибирование вредных патогенов в пищевых продуктах;
  • стерилизация или уничтожение патогенных бактерий и паразитов;
  • снижение количества вирусов;
  • проведение фитосанитарной обработки.

Многие страны накопили многолетний опыт безопасного использования радиационной обработки свыше 68 видов пищевых и сельскохозяйственных продуктов. В Америке и Европе ее применяют в промышленных масштабах на протяжении последних десятилетий.В основном, с целью консервации и продления срока хранения облучают полуфабрикаты, мясо, рыбу, морепродукты, картофель, концентраты фруктовых соков, ягоды и фрукты в весенне-летнее время.

Ионизирующее излучение подавляет прорастание клубней и луковиц. Воздействуя на обменные процессы, радиация увеличивает время хранения до одного года и более при температуре воздуха 6-8 градусов. При этом радиация воздействует на кожуру корнеплодов, не затрагивая запасающие ткани, сохраняя как их вкус, так питательную ценность.

 

Международная маркировка облученных продуктов

Чтобы потребители могли выбрать между облученным и необлученным продуктом, во многих странах была принята международная маркировка продуктов, обработанных ионизирующим излучением, – логотип «Radura-logo» (радура). В некоторых государствах логотипы на этикетках пищевых продуктов сопровождаются дополнительными надписями:«Treated with ionizing energy», «Treated by irradiation» или «Treated with radiation»(обработано радиацией), или надписи заменяют знак.

 

Радиоактивная пастеризация: безопасна или нет?

Споры о безопасности или вредоносности радиоактивной обработки продуктов были прекращены в 1980 году. Сразу три авторитетные организации: МАГАТЭ, ВОЗ и ООН на основании анализа результатов многочисленных исследований, сделали заключение о безопасности пищевой продукции для человека, облученной дозой до 10 кГр.

Советские ученые института питания АМН СССР в ходе опытов, в процессе которых собакам полтора года скармливалось мясо, облученное дозами радиации 0,6-0,8 мРад, неблагоприятных влияний не выявили. Аналогичные эксперименты с мышами, крысами, собаками и обезьянами проводились 30 исследовательскими лабораториями Америки. Пищевые продукты питания (21 вид), обработанные дозам 2,8 мРад и 5,58 мРад, давались подопытным животным в течение продолжительного времени, в результате чего отклонений в их здоровье ученые не обнаружили. Исследования на добровольцах, кратковременно питавшихся обработанной радиацией пищей, также не выявили опасных свойств у использованных продуктов, подвергшихся γ-облучению, и их отрицательного воздействия на организм человека.

Таким образом, было доказано, что продукты питания после облучения не меняют вкусовых и питательных качеств, не оказывают негативного влияния на здоровье и репродуктивную систему человека. С одной лишь поправкой – доза гамма-излучения не должна превышать установленные нормативы, иначе лучевая обработка приведет к накоплению радионуклидов в пище.

Сегодня появились новые сведения о том, что радиоактивная пастеризация вызывает образование свободных радикалов, которые относятся к мутагенам и канцерогенам. Но, как свидетельствуют проведенные исследования, их доля мала и не превышает количества, образующегося при обычной обработке продуктов.

 

Радиационное облучение: перспективы на будущее

Поскольку холодная пастеризация удешевляет продукцию консервной промышленности и позволяет вместо металлических банок использовать пластиковые контейнеры, с ее помощью можно получать мясные и колбасные изделия, упакованные в герметичную пленку и способные сохраняться до 3-х месяцев при обычных температурах.

За счет химической привязки активных веществ к фиксированной среде, с помощью радиационного облучения можно получать ферменты и лекарства, которые способны поддерживать высокую активность в течение долгого времени и, таким образом, иметь более длительный срок хранения.

Не менее актуально использование гамма-облучения в синтезе биологически активных полимеров, которые могут применяться при производстве имплантатов и медицинских устройств, рассчитанных на длительный контакт с тканями.

Кроме того, проведены успешные эксперименты в США и Германии по радиационной очистке сточных вод и использования отстоя в качестве удобрения или корма для жвачных животных. Полученные кормовые добавки были полностью очищены от возбудителей инвазивных и инфекционных заболеваний, не обладали токсичным действием.