.
سه‌شنبه 12 مهر 1401   22:38:49
.
.

مرکز پرتوفرآیند ایران مرکزی(یزد)

درباره مجتمع

مجتمع پژوهشی ایران مرکزی به منظور پاسخگویی به بخشی از نیازهای پژوهشی و صنعتی کشور در زمینه پرتودهی الکترون و تابش ایکس، با استقرار شتابدهنده‌ی الکترون صنعتی به عنوان یک ابزار کارآ با ویژگی‌های متمایز نسبت به روش‌های دیگر تولید پرتوهای یونیزه‌کننده، در سال 1376 به عنوان یک مجتمع وابسته به سازمان انرژی اتمی مورد بهره‌برداری گرفت. این مجتمع در زمینی به مساحت 50 هکتار واقع در کیلومتر 15 جاده یزد به تفت بنا نهاده شده است و دارای زیربنای ساختمانی شامل بخش‌های شتابدهنده، سالن پرتودهی، سالن تولید، آزمایشگاه‌ها، بخش اداری، انبار و تأسیسات می‌باشد. هم اکنون این مرکز با زیرساخت‌های آزمایشگاهی و فنی و نیروهای انسانی متخصص در زیر مجموعه پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای مشغول فعالیت می‌باشد.

خدمات و وظایف کلی:

  • بررسی و شناسایی نیازهای پژوهشی در زمینه‌های مرتبط و انجام فعالیت‌های پژوهشی هدفمند و کاربردی در جهت تحقق اهداف علمی و پژوهشی کشور در حوزه تخصصی مجتمع
  • فراهم آوردن امکانات متناسب با فعالیت‌های پژوهشی مرتبط
  • مشارکت مؤثر در پیشرفت علمی کشور (تولید دانش فنی، ثبت اختراع، نشر مقالات علمی و پژوهشی، مشارکت در برگزاری و شرکت در رویدادهای علمی، نمایشگاه‌های فنآورانه و دوره‌های آموزشی و ...)
  • انجام فعالیت‌های پژوهشی هدفمند مشترک با سازمان‌ها و نهادهای پژوهشی، صنعتی و اجرایی
  • ارائه خدمات آزمایشگاهی تخصصی به مراکز پژوهشی و صنعتی
  • ارائه خدمات پرتودهی

اهداف کلان

  • توسعه پژوهش‌های علمی و فناورانه در جهت دستیابی به توان تخصص کافی و تولید دانش فنی در زمینه‌های تخصصی مجتمع و مشارکت در تولید جهانی علم
  • ایجاد زمینه مناسب برای بهره‌مندی از مزایای پرتو الکترون و ایکس در جهت ارتقای کیفیت زندگی مردم و رفع نیازها و مشکلات بخش‌های آموزشی، پژوهشی و تولیدی و صنعتی
 

معرفی پرتو الکترونی

تابش‌هایی که در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند، شامل گاما، الکترون و ایکس هستند. انرژی منتقل شده بوسیله این پرتوها، الکترون‌ها و اتم‌ها را از مولکول‌ها جدا کرده و آنها را به یون تبدیل می‌کنند و در نتیجه موجب تغییرات فیزیکی یا شیمیایی در مواد می‌شوند. از مهم‌ترین تغییرات ایجاد شده می‌توان به کاهش وزن مولکولی یا پلیمریزاسیون/ایجاد پیوند عرضی در پلیمرها و همچنین کاهش بار میکروبی و استریل شدن مواد مختلف غذایی و بهداشتی اشاره کرد. در شتاب دهنده الکترونی، باریکه الکترون توسط یک تفنگ الکترونی تولید می‌شود و الکترون‌ها پس از عبور از میدان الکتریکی شتاب گرفته تا به انرژی مورد نظر برسند. سپس این بیم بر روی هدف مورد نظر تابیده می‌شود. در مجتمع پژوهشی ایران مرکزی از شتاب دهنده رودترون برای تولید باریکه الکترونی استفاده می‌شود. این شتاب دهنده قادر است باریکه الکترونی و اشعه ایکس تا انرژی 10MeV  را تولید کند. اختلاف عمده پرتو گاما و الکترون در قدرت نفوذ آن‌ها در ماده می‌باشد به صورتی که پرتو گاما دارای قدرت نفوذ زیادی می‌باشد در حالیکه نفوذ الکترون بستگی به انرژی الکترون‌های شتاب داده شده دارد. از سوی دیگر با استفاده از شتابدهنده الکترون، پرتودهی مواد بسیار سریع‌تر از اشعه گاما انجام می‌شود.

از مهمترین کاربردهای پرتو الکترونی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • کاهش بار میکروبی و سترون‌سازی مواد غذایی
  • سترون‌سازی مواد و ابزارهای بهداشتی و پزشکی
  • شبکه‌ای نمودن پلیمرها برای تولید محصولات مختلف
  • کاهش وزن مولکولی پلیمرها برای استفاده در صنایع مختلف

 از مهمترین مزایای استفاده از روش پرتودهی برای فرآوری محصولات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:  

  • به دلیل نرخ بالای دز در پرتودهی الکترون، تخریب مواد حین فرآیند سترون‌سازی کمتر انجام می‌شود؛
  • سریع‌ترین و قابل انعطاف‌ترین تکنیک سترون‌سازی است؛
  • محصولات به همان صورت بسته‌بندی نهایی قابل پرتودهی هستند؛
  • به سرعت تأثیرگذار بوده و محصولات بلا فاصله قابل استفاده هستند؛
  • انجام واکنش‌های شیمیایی خیلی سریع بوده و زمان بر نمی‌باشد؛
  • برای انجام واکنش‌های شیمیایی مانند ایجاد پیوند عرضی بین پلیمرها، نیازی به استفاده از واکنشگرهای شیمیایی نیست؛
  • برای انجام واکنش‌های شیمیایی مانند ایجاد پیوند عرضی بین پلیمرها نیازی به استفاده از حلال‌های آلی نیست؛
  • در مقایسه با بسیاری از روش‌های دیگر انجام واکنش‌های شیمیایی، ایمن و دوستدار طبیعت است.

کاربرد شتابدهنده‌های الکترون صنعتی در صنایع مختلف:

پليمريزاسيون و شبکه‌ای کردن (Crosslinking) و کاهش وزن مولکولی مواد پليمري

در هنگام تابش‌دهی، در اثر ایجاد رادیکال‌های آزاد بر روی ساختار مونومر و پلیمرهای مختلف، هر دوی واکنش‌های گسست زنجیر و ایجاد پیوند عرضی اتفاق می‌افتد که بسته به شرایط یکی از واکنش‌های یاد شده می‌تواند غالب باشد. از عوامل مؤثر در این فرآیند می‌توان به شدت تابش‌دهی، نوع پلیمر، فاز تابش‌دهی شده و عوامل شیمیایی اشاره کرد. از این فرآیند برای اصلاح ساختار بسیاری از پلیمرها استفاده شده و پژوهش‌های زیادی در این زمینه در دنیا در حال انجام است. از نتایج این پژوهش‌ها در بعد صنعتی تاکنون استفاده های زیادی شده است. برای مثال از واکنش ایجاد اتصالات عرضی بین پلیمرها با پرتودهی الکترون برای افزایش طول عمر و مقاوم‌سازی لاستیک خودروها، ساخت پلاستيک‌هاي ضد آتش، افزایش مقاومت پلاستیک‌ها نسبت به اشعه خورشید، تولید هیدروژل‌های پوشش دهنده زخم، تولید سوپرجاذب‌های کشاورزی و ... استفاده می‌شود. همچنین از واکنش کاهش وزن مولکولی پلیمرها با استفاده از پرتودهی الکترون برای تولید کودهای گیاهی، افزایش بازدهی خوراک دام و طیور، تولید برخی مکمل‌های خوراکی حیوانات و انسان و ... استفاده می‌شود. برخی از مهمترین محصولات تولیدی با پرتوهای الکترونی در صنعت در ادامه آورده شده است.
  •  لاستیک‌های دارای مقاومت مکانیکی و طول عمر بالاتر
لاستيك مواد
  •  لوله‌ها و نوارهاي قابل انقباض حرارتي:
لوله‌هاي قابل انقباض حرارتي (Heat Shrinkable tubes) در مفصل بندي لوله‌ها و اتصال الکتريکي بسيار کاربرد دارند، بطوريکه با گذاشتن آن‌ها در محل اتصال و حرارت دادن، لوله‌های یاد شده به شکل یکنواخت منقبض شده و اتصال کاملاٌ محکم مي‌شود.
AUT_1267 0120_0012
  AUT_1284 1223_0024
  •  سيم و کابل نسوز:
با پرتودهی پوشش سیم و کابل در شرایط مناسب، مي‌توان با ایجاد اتصالات عرضی در پوشش پلیمری، سيم و کابل‌هاي نسوز تولید کرد که کاربرد بسيار زيادي در صنعت دارند.
  •  مواد پليمري دارای حافظه شکلی:
مواد پليمري اگر تحت تابش مناسب قرار بگيرند حافظه دار مي‌شوند. بدين معني که هر نقطه پلاستيکي يا پليمري تحت پرتو مناسب قرار بگيرد به هر شکلي که زير تابش اشعه پرتو قرار گرفته باشد؛ همواره تمايل دارد که شکل اوليه خود را حذف کند. مانند يک ليوان پلاستيکي اگر در اثر فشار يا حرارت کشيده يا بزرگ شود؛ به حالت اول بر مي‌گردد يا بر عکس اگر تحت فشار پيچيده شود با حرارت به حالت اول بر مي‌گردد. امروزه از اين دو موضوع در ساخت قطعات پليمري و ساخت بدنه اتومبيل استفاده مي‌شود که اگر در اثر تصادف تغيير شکل داد با حرارت به شکل اوليه برگردد.
  •  هیدروژل‌های پوشش دهنده زخم:
هيدروژل‌ها شبكه‌هاي پليمري آبدوست هستند كه جذب آب آنها از 10% تا هزاران برابر وزن خشك آنهاست. تاریخچه استفاده تجاری از هیدروژل‌های تهیه شده با روش تابش‌دهی به عنوان بانداژ زخم به سال 1990 بر می‌گردد. این محصول از تابش‌دهی محلول چند پلیمر مختلف، اولین بار به صورت صنعتی در کشور لهستان تولید گردیده است. از مزیت‌های استفاده از هیدروژل‌ها برای بانداژ زخم به جای محصولات سنتی مانند گاز و باند می‌توان به          حفظ رطوبت و جلوگیری از خشک شدن زخم، جدا شدن راحت از زخم، شفافيت مناسب برای مشاهده روند بهبود زخم بدون بازكردن پانسمان، حفاظت از زخم در برابر ميكروب‌ها، کاهش دما در سطح زخم به دليل تبخير سطحي و در نتیجه کاهش درد و افزایش سرعت بهبود سوختگی‌ها و امکان بارگذاری دارو و انتقال دارو از سطح هيدروژل به زخم بدون برداشتن پانسمان اشاره کرد. هم اکنون این محصول در کشورهای مختلفی مانند لهستان، چین، کره جنوبی و ایران (مجتمع پژوهشی ایران مرکزی) با روش پرتودهی تولید و به بازار ارائه می‌شود.

 
   

  •    سوپرجاذب‌های کشاورزی:
سوپرجاذب‌های آبدوست شبکه‌هاي سه بعدی پليمري هستند که ویژگی جذب و نگهداري مقدار زیادی آب را در ساختمان خود دارند. سوپرجاذب‌ها پس از مخلوط شدن با خاک و قرار گرفتن در ارتفاع مناسب زیر خاک، آب حاصل از بارندگي و آبياري را به خود جذب نموده و از فرونشست آن جلوگيري مي نمايند. سپس با گذشت زمان، در اثر خشک شدن محيط خاک، آب جذب شده را آزاد می‌کنند و بدين ترتيب خاک اطراف به مدت طولاني و بدون نياز به آبياري مجدد مرطوب مي‌ماند. مهمترین مزیت استفاده روش پرتودهی برای تولید سوپرجاذب‌ها، عدم نیاز به استفاده از واکنشگرهای شیمیایی در واکنش می‌باشد. در حال حاضر این محصول با استفاده از پرتودهی الکترونی در مجتمع پژوهشی ایران مرکزی در حال تولید است.