CH428954A - Verfahren zur Bestrahlung von Objekten - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Bestrahlung von Objekten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestrahlung von Objekten mit Elektronen hoher Energie. Wenn Objekte, die eine gewisse Dicke aufweisen, mit Elektronen hoher Energie bestrahlt werden sollen, z. B. Speisen oder Kunststoffartikel, so zeigt es sich, dass es schwierig und manchmal unmöglich ist, allen Objektteilen die für die Bestrahlung des Objektes nötige Dosis zuzuführen, ohne dass dabei andere Teile überbestrahlt und dadurch verdorben werden, z. B. dass im Falle von Speisen die Vitamine zerstört und der Geschmack verdorben wird.



   Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren anzugeben, mit welchem eine beträchtliche Homogenität der Dosis in den zu bestrahlenden Objekten erreicht werden kann.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das zu bestrahlende Objekt während der Bestrahlung von einem Material umgeben wird, welches praktisch das gleiche spezifische Gewicht hat und im wesentlichen aus einer Substanz besteht, deren Mittelwert aus den Atomnummern der sie aufbauenden Elemente gleich dem Atomnummernmittelwert des zu bestrahlenden Objektes ist.



   Als Hüllmaterial mit im wesentlichen gleichen spezifischen Gewicht wie das zu bestrahlende Objekt, kann z. B. Holz oder Harz verwendet werden. Oft ist das zu bestrahlende Objekt Fleisch, Fett oder Harz (Kunststoff) oder ein anderes Medium, welches bestrahlungsmässig dem Wasser gleicht, d. h. also wasserähnlichen Substanzen, welche aus Atomen mit niedrigem Atomgewicht zusammengesetzt sind. Da Wasser nicht nur leicht erhältlich, sondern auch, wie erforderlich, leicht anzuordnen und gleichzeitig sehr widerstandsfähig gegen Bestrahlung ist, wird bevorzugt, das Material (Objekt) mit Wasser zu umgeben.



   Im Falle relativ dicker Objekte wird die Dosis, welche von dem, dem von der Strahlung direkt getroffenen Teil entgegengesetzten Endteil des Objektes aufgenommen wird, zu gering ausfallen, doch kann dieser Nachteil leicht dadurch behoben werden, dass ein elektronenreflektierendes Material, z. B. eine   Bleiplatte,    quer zum aus dem Objekt austretenden Elektronenstrahl angeordnet wird. Andere geeignete Reflexionsmaterialien sind Aluminium, Kupfer, Eisen und Wolfram.



   Bei seitlich begrenztem Objekt kann der durch das erwähnte reflektierende Material erreichbare Vorteil nicht ausreichend sein, wenn das zu bestrahlende Objekt seitlich nicht von einer Materialschicht ummantelt ist, die im wesentlichen das gleiche spezifische Gewicht und ungefähr das gleiche Atomgewicht hat, wie das Objekt selbst.



   Ist das Objekt, z. B. eine zylinderförmige Fleisch Konserve und wird diese zylinderförmige Büchse von einem Ende her bestrahlt, so wird sich die Strahlung in der Konserve lediglich bis in die Nähe der Zylinderfläche ausbreiten. Dementsprechend wird die vom Objekt in der Nähe der Zylindermantelfläche empfangene Dosis wesentlich niedriger sein, als die in der Nähe der Konservenachse aufgenommene Dosis. Diese Dosisverminderung ist besonders in dem Endbereich der Konserve beachtlich, welcher dem die Strahlung zuerst aufnehmenden Endbereich entgegengesetzt ist und am bemerkenswertesten, wenn Reflektoren verwendet werden.



   Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher beschrieben.



   Fig. 1 zeigt eine Fleischkonserve mit Messlinien für die Dosis.



   Fig. 2 stellt Verteilungskurven für die Dosis in der Konserve dar, nachdem diese ohne Benutzung von Mantelmaterial und Reflexionsplatte bestrahlt worden ist.



   Fig. 3 zeigt die Verteilung in der Konserve, nachdem diese bei Verwendung von Mantelmaterial und Reflexionsfläche bestrahlt worden ist.  



   Fig. 1 zeigt schematisch eine Konservenbüchse aus   0, 2-mm    dickem Dosenblech und einer Höhe von 4,5 cm. Die mit Fleisch gefüllte Konservenbüchse wird in durch Pfeile 12 angegebener Richtung mit einem Elek  tronenstrahl    von 13 MeV bestrahlt. Zur Bestimmung der von einzelnen Teilen der Fleischmasse empfangenen Dosis sind in regelmässigen Abständen Messtreifen 18 eingelegt. Die Konservenbüchse ist während der Bestrahlung von einer 4,3 cm dicken Wasserschicht ringsherum umgeben. Während eines Versuches ist unter dem Boden der Konservenbüchse ein Reflektor 11 gesetzt. Dazu wurde ein Vergleichsversuch durchgeführt, bei welchem die Konserve ohne Reflektor von Luft umgeben war.



   Auf Grund der Versuche wurden die Kurven in Fig. 2 und 3 gezeichnet. In diesen Zeichnungen sind als Abszisse die Abstände auf dem Durchmesser der zylindrischen   Fleischkonserve    und als Ordinate die Dosis in korrespondierenden Punkten auf jedem der Messstreifen 1-8 aufgetragen, welche Messtreifen in verschiedenen Abständen von der bestrahlten Fläche der Konserve angeordnet sind, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.



   Fig. 2 zeigt die relativen Dosiswerte, die sich in der bestrahlten Konserve ergeben, wenn diese von Luft umgeben ist und unter ihrem Boden kein Reflektor 11 angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, zeigen die oberen Schichten in der Konserve, die durch   die Streifen 1 aI gekennzeichnet sind, eine relativ    gleichmässige Verteilung der Dosis längs des Konservendurchmessers. Diese Dosis nimmt etwas mit dem Eindringen der Strahlung in die Konserve von der Schicht 1 bis zur Schicht 4 zu, es muss jedoch bemerkt werden, dass diese Dosis schwankungen keinen praktischen Einfluss auf eine wirksame Sterilisation haben.



  Die Kurve, welche in der dem Messtreifen 5 zugeordneten Schicht empfangenen Dosis entspricht, ist im wesentlichen ebenfalls noch zufriedenstellend, wenn sich auch bereits eine bestimmte Überdosierung in der Mitte der Konserve bemerkbar macht.



   In der dem Messtreifen 7 zugeordneten Schicht ist die maximale Dosis in der Mitte der Konserve noch befriedigend, während hier das Fleisch an den Wandpartien beachtlich unterbestrahlt ist.



   Die Unterbestrahlung in der dem Messtreifen 8 zugeordneten Schicht ist über den ganzen Konservendurchmesser beachtlich, und das hat zur Folge, dass die Bestrahlung im ganzen nicht ihren Zweck erfüllt hat.



   Fig. 3 zeigt die bestimmten relativen Dosiswerte, wenn die Konserve während der Bestrahlung vom Wasser umgeben und unter ihrem Boden ein Reflektor vorgesehen ist. Es ist ersichtlich, dass die Ungleichmässigkeit der von den Schichten 5, 6, 7 und 8 empfangenen Dosis vollkommen beseitigt ist, da die Kurven nunmehr mit der Tangente an die Kurve 5, bzw. mit den Kurven 4, 3 und 1 der Fig. 2 zusammenfallen. Die Bestrahlung kann in diesem für praktische Zwecke als gleichmässig und zufriedenstellend betrachtet werden.



   Wenn die Bestrahlung an einer von Wasser umgebenen Konservendose jedoch ohne Benutzung eines Reflektors durchgeführt wird, so verlaufen die Kurven 1-7 gleich den in Fig. 3 gezeigten Kurven, während die Kurve für die Schicht 8 eine Gerade sein wird, die der Tangente an die Kurve 8 der Fig. 2 entspricht. In diesem Falle tritt eine Unterbestrahlung in Nähe des Konservenbodens auf. Dies ist davon abhängig, welche Maximal- und Minimaldosis zulässig ist. In manchen Fällen kann eine Bestrahlung ohne Reflektor zufriedenstellende Resultate ergeben, und zwar dann, wenn entweder nur eine dünne Fleischschicht vorliegt, oder wenn die Konserve in zwei Stufen, einmal von oben und dann von unten, oder wenn die Konserve gleichzeitig von oben und unten bestrahlt wird.

   Wesentlich ist, dass die beobachtete Unterdosis in Nähe der Dosenwände durch Umhüllen der Konserve mit einem Material, welches praktisch das gleiche spezifische Gewicht und aus dem gleichen Stoff besteht wie der wesentlichste Bestandteil des Konserveninhaltes hat, vermieden wird.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Bestrahlen von Objekten mit Elektronen hoher Energie, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bestrahlende Objekt während der Bestrahlung mit einem Material umgeben wird, welches praktisch das gleiche spezifische Gewicht hat und im wesentlichen aus einer Substanz besteht, deren Mittelwert aus den Atomnummern der sie aufbauenden Elemente gleich dem Atomnummernmittelwert des zu bestrahlenden Objektes ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt während der Bestrahlung von Wasser umgeben wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bestrahlung ein elektronenreflektierendes Material quer zum aus dem Objekt austretenden Elektronenstrahl angeordnet wird.