CS252201B1

CS252201B1 - Device for irridiation of solid substances and/or liquids and/or gases

Info

Publication number: CS252201B1
Application number: CS852131A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Pesek; Zdenek Prasil
Original assignee: Miroslav Pesek; Zdenek Prasil
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS213185A1

Abstract

Zařízení na ozařování pevných látek, kapalin, nebo plynů, které sestává ze zdrojů ionizujícího záření a ze zdrojů nízkoenergetického elektromagnetického záření, přičemž ozařovaný materiál je umístěn tak, aby na tento dopadalo jak ionizující záření, tak nízkoenergetické elektromagnetické záření. Mezi ozařovaným materiálem a zdroji záření je možno umístit stínění, masky, nebo čočky nebo kolimační systémy, nebo je záření možno usměrňovat pomocí zrcadel do míst, kde má být využíváno. Přitom je možno ozařovaný materiál umístit do otočného nebo do programově posunovaného zařízení. Zařízení může být využito pro vytvrzování kapalných, nebo značně viskózních polymerizovatelných systémů, nebo pro ozařování plynů, nebo pro ozařování pevných látek pro vytváření zbarvení v těchto materiálech a pro vytváření jinak obtížně dosažitelných barevných dekorů, např. u výrobků ze skla.Solids Irradiation Equipment liquids or gases that consists of sources ionizing radiation and from low-energy sources electromagnetic radiation, wherein the irradiated material is positioned so that ionizing radiation will impact on this so low-energy electromagnetic radiation. Between irradiated material and sources radiation can be shielded, masks, or lenses or collimation systems, or the radiation can be directed through mirrors where it is to be used. It is the irradiated material can be placed in the rotary or to a programmed device. The device can be used for curing liquid or highly viscous polymerizable systems, or for irradiation gases or for irradiating solids to create color in these materials and for creating otherwise difficult to reach color decors, eg glass products.

Description

Vynález se týká zařízení na ozařování pevných látek a/nebo kapalin a/nebo plynů, které sestává ze zdroje ionizujícího záření, neo ze sestavy zdrojů ionizujícíh^ záření a ze zdroje nebo 2e zdrojů nízkoenergetického elektromagnetického záření, přičemž ozařovaný materiál je umístěn tak, aby na tento dopadalo jak ionizující záření, tak nízkoenergetické elektromagnetické záření a jak zdroje ionizujícího záření, tak zdroje nízkoenergetického elektromagnetického záření mohou být umístěny ve stíněné kobce.The invention relates to a device for irradiating solids and / or liquids and / or gases comprising an ionizing radiation source, an ionizing radiation source assembly and a low-energy electromagnetic radiation source or sources, wherein the irradiated material is positioned so as to this has impacted both ionizing radiation and low energy electromagnetic radiation, and both ionizing radiation sources and low energy electromagnetic radiation sources can be located in the shielded cell.

Dosud známá ozařovací zařízení jsou konstruována samostatně. V radionuklidových zdrojích je využíváno např. záření gama radioizotopů ^θΟο, a dalších, nebo v elektrofyzikálích zdrojích jsou využívány urychlené elektrony z urychlovačů elektronů, nebo rovněž elektromagnetické záření např. z .rentgenových přístrojů a další známé typy ionizujícího záření a známé typy zářičů. Tyto zdroje záření jsou využívány pro celou řadu ozařovacích prací např. pro iniciování polymeračních reakcí, pro sterilizace a pro potlačování mikrobiální kontaminace různých materiálů, pro iniciaci chemických např. řetězových reakcí a tím následně pro výrobu různých chemických sloučenin, pro zlepšování vlastností některých polymerních materiálů, pro vytváření barevných změn v různých materiálech např. ve skle a pro další účely. Pro podobné účely jsou využívány i zdroje ultrafialového, případně viditelného záření. Některé účinky ultrafialového záření jsou ale svou podstatou odlišné od účinků ionizujícího záření a mechanismus působení na hmotu je rozdílný. Při použití samostatných ozařovacích zářízení je možno dosáhnout nižší iniciační rychlosti příslušných reakcí, nebo je možno docílit kolorizační efekty jednosuššího charakteru, nebo není možno složitější barevné dekory např. ve sklo vytvářet vůbec, nebo je možno je vytvářet na složitějších zařízeních např. ve dvou operacích.Previously known irradiation devices are designed separately. Radionuclide sources use, for example, gamma radiation of izizθ, and others, or electrophysical sources use accelerated electrons from electron accelerators, as well as electromagnetic radiation from eg X-ray instruments and other known types of ionizing radiation and known types of emitters. These radiation sources are used for a variety of irradiation works, for example, to initiate polymerization reactions, to sterilize and to suppress microbial contamination of various materials, to initiate chemical, eg, chain reactions, and consequently to produce various chemical compounds, to improve the properties of certain polymeric materials, for creating color changes in various materials such as glass and other purposes. Ultraviolet or visible radiation sources are also used for similar purposes. However, some effects of ultraviolet radiation are inherently different from those of ionizing radiation and the mechanism of action on matter is different. By using separate irradiation devices, it is possible to achieve a lower initiation rate of the respective reactions, or to achieve color effects of a single-dry nature, or it is not possible to create more complex color decors eg in glass, or they can be created on more complex devices eg in two operations.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zářízením na ozařování podle vynálezu, jehož podstatou je to, že sestává ze zdrojů ionizujícího záření a ze zdrojů nízkoenergetického elektromagnetického záření, přičemž ozařovaný materiál je umístěn tak, aby na tento dopadalo jak ionizující záření, tak nízkoenergetické elektromagnetické záření a jak zdroje ionizujícího záření, tak zdroje nízkoenergetického elektromagnetického záření mohou být umístěny ve stíněné kobce chránící okolí, přičemž mezi zdroji záření a mezi ozařovaným materiálem mohou být umístěny masky, kolimační systémy, případně čočky, nebo stínění a ozařovaný materiál může být umístěn v otočném, nebo v programově posunovaném zařízení.The above drawbacks are overcome by the irradiation device according to the invention which consists of ionizing radiation sources and low-energy electromagnetic radiation sources, the irradiated material being positioned so as to impact both ionizing radiation and low-energy electromagnetic radiation and both sources of ionizing radiation and sources of low-energy electromagnetic radiation may be located in a shielded cell protecting the environment, with masks, collimation systems or lenses, or shielding, and shielding positioned between the radiation sources and the irradiated material, and the irradiated material may be rotatable or programmable device.

Pro usměrňování nízkoenergetického elektromagnetického záření do míst, kde má být využíváno, je možno použít zrcadla, s výhodou kovová. Umístěním zdrojů ionizujícího záření a zdrojů nízkoenergetického elektromagnetického záření tak, že zpracovávaný materiál je současně ozařován ionizujícím i nízkoenergetickým elektromagnetickým zářením je dosahováno vyššího účinku v tom smyslu, že v některých případech např. při polymeračních postupech jsou dosahovány vyšší iniciační rychlosti, zvláště při použití fotosensibilizátorů, v jiných případech jsou účinky ionizujícího záření naopak bud potlačovány, nebo úplně eliminovány jak je tomu např. při vytváření kolorizačních efektu ve sklech, což je možno využít k vytváření barevných dekorů.Mirrors, preferably metal, can be used to direct low energy electromagnetic radiation to the places where it is to be used. By placing ionizing radiation sources and sources of low-energy electromagnetic radiation so that the material being treated is simultaneously irradiated with both ionizing and low-energy electromagnetic radiation, a higher effect is achieved in that, in some cases, eg polymerization processes, higher initiation rates are achieved, particularly when photosensitizers are used. in other cases, the effects of ionizing radiation are either suppressed or completely eliminated, as is the case, for example, in the creation of coloring effects in glasses, which can be used to create colored decors.

Účinek je možno zesílit tím, že mezi zdrojem záření a mezi ozařovaným materiálem je umístěno _tstínění, nebo masky, nebo čočky, nebo kolimační systémy, nebo jsou použita zrcadla, která usměrňují záření do míst, kde má být záření využíváno. Uspořádáním zařízení na ozařování tak, že je ozařovaným materiálem otáčeno, nebo že je ozařovaný materiál programově posunován, je možno dosáhnout další vyšší účinky, např. připravit jiné barevné dekory na výrobcích ze skla, které jsou jinak nedosažitelné, nebo obtížně dosažitelné.The effect can be increased by the fact that between the radiation source and the irradiated material is disposed _t shielding, or masks, or lens, or collimating systems or mirrors are used to direct the radiation to locations where radiation is to be used. By arranging the irradiation device so that it is rotated by the irradiated material or that the irradiated material is programmatically shifted, further higher effects can be achieved, for example, to produce other color decors on glass products that are otherwise unreachable or difficult to achieve.

Jako zdroje ionizujícího záření v zařízení na ozařování podle vynálezu je možno použít s výhodou radionuklidové zdroje záření gama, případně beta (např. ^^Co, ^³⁷Cs, ^®Sr + ^θΥ aj.), nebo elektrofyzikální zdroje např. urychlovače elektronů, nebo zdroje rentgenová záření» Jako zdroje nízkoenergetického elektromagnetického záření je možno použít zdroje ultrafialového záření (např. vodíkové, deuteriové, xenonové, nebo rtuřové výbojky), zdroje viditelného záření a/nebo tepelného záření (např. infralampy).As a source of ionizing radiation in the irradiation device according to the invention can be used advantageously radionuclide sources of gamma rays or beta (e.g. ^^ Co, @ ³⁷ C, @ + @ ®Sr θΥ et al.) Or electrophysiological sources e.g. electron accelerators , or X-ray sources »Low-energy electromagnetic radiation sources include ultraviolet radiation sources (e.g., hydrogen, deuterium, xenon, or mercury lamps), visible radiation sources, and / or thermal radiation (e.g., infra lamps).

Jako zdroje nízkoenergetického elektromagnetického záření je možno s výhodou použít kohorentní zdroje záření s vyskokými měrnými světelnými toky (např. lasery s oxidem uhličitým) . V případě nutnosti je možno kolimovaný svazek nízkoenergetického elektromagnetického záření zavést do ozařovací kobky pomocí vhodných optických systémů (např. pomocí zrcadel a čoček) z prostoru mimo ozařovací kobku.As a source of low energy electromagnetic radiation, cohesive radiation sources with high specific luminous fluxes (e.g. carbon dioxide lasers) can be advantageously used. If necessary, the collimated low energy electromagnetic radiation beam can be introduced into the irradiation cell using suitable optical systems (e.g., mirrors and lenses) from outside the irradiation cell.

Na výkresu je na obrázku 1 znázorněno jedno takovéto zařízení na ozařování. V ozařovací kobce s výhodou s betonovým stíněním 3^, se zdroji ionizujícího záření gama 2 ^{a se} zdroji ultrafialového záření _3 je umístěn ozařovaný plochý materiál např. sklo £ s výhodou mezi*zdro ji ionizujícího záření a mezi zdroji ultrafialového záření. Mezi zdroji ultrafialového záření a ozařovaným materiálem je přitom umístěna maska 5, která propouští ultrafialové světlo pouze na některá místa ozařovaného předmětu, takže v místech ozařovaných ultrafialovým zářením dochází k současnému zániku vznikajících barevných center. Proti rozptýlenému ultrafialovému záření je materiál chráněn stíněním J7 např. z tentkého hliníkového plechu.1 shows one such irradiation device. Preferably, in the irradiation box with the concrete screen 3, the gamma ionizing radiation source 2 ^and the ultraviolet radiation source 3, the irradiated sheet material, e.g. glass, is preferably located between the ionizing radiation source and the ultraviolet radiation source. Between the ultraviolet radiation sources and the irradiated material there is a mask 5, which transmits ultraviolet light only to certain points of the object to be irradiated, so that in the places irradiated with ultraviolet radiation, the resulting color centers disappear. The material is protected against scattered ultraviolet radiation by shielding J7 made of, for example, thin aluminum sheet.

Na výkresu na obr. 2 je v nárysu znázorněno jiné ozařovácí zařízení, kde v ozařovací kobce se stíněním 1_ se zdroji ionizujícího záření 2, které jsou umístěny v tyči v lineární sestavě a se zdrojem ultrafialového záření _3 je ozařovaný předmět Mezi zdrojem ultrafialového záření 3/^a ozařovaným předmětem £ je umístěna maska 5, která vymezuje ozařování pouze zvolených míst na ozařovaném předmětu a ultrafialové záření je koncentrováno parabolickým zrcadlem 6^. Proti rozptýlenému ultrafialovému záření je materiál chráněn tenkým plechovým stíněním 7_.In the drawing of FIG. 2, there is an elevational view of another irradiation device, wherein in the irradiation box with a shield 7 with ionizing radiation sources 2, which are arranged in a rod in a linear assembly and with the ultraviolet radiation source 3, ^{and an} irradiated object 6 is provided with a mask 5 that defines irradiation of only selected points on the irradiated object and the ultraviolet radiation is concentrated by a parabolic mirror 6. The material is protected against scattered ultraviolet radiation by a thin sheet metal shield 7.

Intenzita záření gama je potlačena vhodně umístěným stíněním 8^ z těžkých kovů. Ozařovaný předmět je umístěn na otočném zařízení 9. Zařízení na ozařování je možno využívat pro vytvrzování kapalných, nebo značně viskozních polymerizovatelných systémů, pro ozařování plynů, nebo směsí plynů za účelem iniciování řady chemických reakcí, pro ozařování pevných látek jak amorfních, tak krystalických, pro dosahování různých fyzikálních změn např. optických, elektrických, mechanických aj. těchto materiálů, např. k vybarvení a/nebo pro vytváření jinak obtížně dosažitelných barevných dekorů.The intensity of the gamma radiation is suppressed by a suitably positioned heavy metal shield 8. The irradiated object is placed on a rotary device 9. The irradiation device can be used to cure liquid or highly viscous polymerizable systems, to irradiate gases or gas mixtures to initiate a variety of chemical reactions, to irradiate solids, both amorphous and crystalline, achieving various physical changes, for example, of optical, electrical, mechanical, etc. of these materials, for example, for coloring and / or for otherwise difficult to obtain color decors.

Claims

An apparatus for irradiating solids and / or liquids and / or gases, characterized in that it consists of an ionizing radiation source (2) or an array of ionizing radiation sources (2) and a low-energy electromagnetic source (3) or sources (3) radiation in the wavelength range from 100 nm to 10 µm, wherein the irradiated material (4) is located in the incident area of both ionizing radiation and low-energy electromagnetic radiation, and both the ionizing radiation source and the low-energy electromagnetic radiation source may preferably be located in irradiation cell, preferably with a concrete screen (1).

Device according to claim 1, characterized in that a shielding (8) and / or masks (5) are arranged between the ionizing radiation source (2) and / or the low-energy electromagnetic radiation source (3) and the irradiated material (4) and / or masks (5) and / or lenses and / or collimation systems and / or mirrors (6) are located at the sources (3) of low-energy electromagnetic radiation to direct the radiation to the places where the radiation is to be used.

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the irradiated material (4) is placed on a rotatable device (9) or in a programmed device.