Methyl radicals generated by ă-irradiation in the proton form of synthetic rho zeolite exposed to CH4 have been investigated by electron paramagnetic resonance (EPR) in the temperature range 110-370 K. Depending on the methane adsorption temperature two EPR spectra of oCH3 radicals were recorded. The isotropic quartet observed after CH4 adsorption at room temperature was assigned to oCH3 radicals freely rotating in the middle of octagonal prism. After adsorption at 413 K, the isotropic quartet is overlapped with the second signal characterized with anisotropy of hyperfine splitting and g-value. It is postulated that anisotropic signal represents the oCH3 radicals located in á-cages and strongly interacting with silicaalumina framework. The mechanisms of radiolytic formation of methyl radicals and the possible stabilization sites are also discussed.
The research into the influence of radiation on the process of hydrogen accumulation and zirconium oxidation as a result of heterogeneous processes taking place in contact of zirconium and Zr + 1 per cent Nb alloy with water vapour was conducted. Due to such contact the contribution of radiation processes into radiolysis and thermo-radiolysis of water decomposition processes was revealed. It was determined that radiation-heterogenic processes in contact of zirconium materials with water invoked earlier accumulation of hydrogen originating from both the protective oxidation film on surface formation and destructive oxidation of metallic materials.
The development of effective processes to recover minor actinides from spent nuclear fuel cannot leave out of consideration the evaluation of the impact of ionizing radiations on safety, fluid dynamics and extraction efficiency. It is common knowledge from the literature that radiation damage mainly affects the diluents and, indirectly, the extractants [1], but a lack of knowledge remains regarding the radiolytic behavior of innovative selective actinide extraction (i-SANEX) diluents [2, 3]. As natural prosecution of the work already performed on diluted nitric acid solutions [4], 0.44 M nitric acid solutions were irradiated in contact with a mixture of kerosene + 5 vol.% 1-octanol by a Co-60 source at 2.5 kGy/h dose rate and up to 100 kGy absorbed dose, conditions of interest for the future industrial facility. Density, viscosity, acidity, nitrate anion concentration and phase transfers were systematically measured before and after γ-irradiation. This was performed because radiation-induced modifi cations of these parameters may induce alterations of both the fluid dynamics and the separation performances of the extracting system. The results suggest that the fluid-dynamics of the system should be unaltered. In fact, only slight alterations of the organic phase viscosity and of the aqueous phase acidity were measured after irradiation, suggesting the occurrence of limited phase transfers and of diluent by-products formation.
Słowo radioliza (przez analogię do elektrolizy) wprowadziła do nauki Maria Skłodowska-Curie. Termin ten oznacza obecnie ogół procesów chemicznych wywołanych działaniem promieniowania jonizującego na materię. W przypadku radiolizy węglowodorowych tworzyw polimerowych głównym produktem gazowym jest wodór (H2). W miejscu oderwania atomu wodoru, który w formie cząsteczkowej bezpowrotnie opuszcza materiał powstaje wolny rodnik.
W artykule omówiono wpływ promieniowania jonizującego na składniki żywności, łącznie z powstawaniem 2-alkilocyklobutanonów w napromienianej żywności, oraz możliwości zastosowania promieniowania jonizującego do redukcji kancerogennych związków chemicznych (N-nitrozoamin i amin irradiabiogennych) obecnych w niektórych środkach spożywczych. Podano również podstawowe zasady znakowania żywności napromienionej. Artykuł jest rozszerzeniem publikacji zamieszczonej w nr 4/2009 "Przemysłu Spożywczego" pod tytułem "Radiacyjna obróbka żywności. Stan prawny i dawki promieniowania".
EN
The influence of ionizing irradiation on food compounds is discussed in the article. Formation af 2-alkylcyklobutanone in irradiated foods is also presented. Some possibilities of reduction in some foods cancerous compounds (N-nitrosamines and biogenic amines) by ionizing tion are shown. There are also presented some general information on labeling of irradiated food. The article is an extension of a paper published in issue No. 4/2009 of "Przemysł Spożywczy" does under the tile "Irradiation of Food. Legal Status and Irradiation".
Cationic silver clusters formed in l-irradiated Ag+-exchanged Linde 4A zeolite and isostructural synthetic ZK-4 zeolite with Si/ Al ratio of 1.2 and 2.4 have been studied by electron spin resonance (ESR) spectroscopy. Whereas dehydrated AgNa-A zeolite shows rem.arkable ability for stabilization of Ag(6)n+ clusters in AgNa-ZK-4 zeolites hexameric silver clusters are not formed at all. .In ZK-4 samples exposed to water or methanol tetrameric silver clusters Ag(3)(4)+ are efficiently produced. Although geometri-cal size constraints play a crucial role with respect to cluster nuclearity and stability, in this paper we show that other factors like total cation capacity and/ or the presence of molecular adsorbates can affect the silver agglomeration process to a great extent.
Skutki spowodowane promieniowaniem jonizującym idą najdalej ze wszystkich przemian polimerów wywołanych czynnikami zewnętrznymi (poza destrukcją termiczną). Pierwotne zjawiska zachodzą z małą energią aktywacji, jednak wtórne procesy, zwłaszcza te na powierzchni, wykazują silną zależność od temperatury. Wydajności wydzielania wodoru (H2) i pochłaniania tlenu (O2) są wygodnymi parametrami oceny radiacyjnej odporności węglowodorowych polimerów. Objętość radiolitycznego wodoru jest proporcjonalna do liczby wolnych rodników. Te reaktywne indywidua determinują wtórne zjawiska: oksydegradacji, sieciowania i tworzenia wiązań podwójnych. Przy zastosowaniu chromatografii gazowej (GC) można jednocześnie oznaczać zawartość wodoru i tlenu. Na jednym chromatogramie uzyskujemy informacje na temat wydajności tworzenia się makrorodników oraz wtórnego postradiacyjnego utleniania. W artykule przedstawiono wyniki badań radiolizy polimerów z wykorzystaniem kolumny pakowanej, detektora cieplnoprzewodnościowego oraz akceleratorów elektronów (EB) i źródeł promieniowania gamma (ɣ). Jako przykłady wybrano dwa wydawałoby się podobne polimery: polietylen i polipropylen. Polietylen łatwo sieciuje i poprawia właściwości użytkowe, natomiast polipropylen ze względu na przestrzenną zawadę grupy metylowej praktycznie nie tworzy w atmosferze powietrza wiązań poprzecznych i łatwo się utlenia w procesie łańcuchowym. Wspomniano także o badaniach biodegradowalnych pianek na bazie PLA i PCL. Zaproponowana metodologia badań radiolizy polimerów może być pożyteczna na wstępnym etapie prac zarówno przy doborze tworzyw sztucznych pod kątem sterylizacji radiacyjnej wyrobów medycznych, jak również celowej korzystnej modyfikacji użytkowych parametrów materiałów (np. przyśpieszonej wchłanialności).
EN
The effects caused by ionizing radiation go the farthest from all the changes in polymers caused by external factors (except for thermal destruction). Primary phenomena occur with low activation energy, however secondary processes, especially those on the surface, show a strong dependence on temperature. The hydrogen evolution (H2) and oxygen (O2) uptake efficiencies are convenient parameters for assessing the radiation resistance of hydrocarbon polymers. The volume of radiolytic hydrogen is proportional to the number of free radicals. These reactive individuals determine the secondary phenomena: oxidation, cross-linking and double bond formation. With gas chromatography (GC), the hydrogen and oxygen levels can be determined simultaneously. In one chromatogram, we obtain information on the efficiency of macro-radical formation and secondary post-radiation oxidation. The article presents the results of polymer radiolysis studies with the use of a packed column, thermal conductivity detector, electron accelerators (EB) and gamma radiation sources (ɣ). Two apparently similar polymers were selected as examples: polyethylene and polypropylene. Polyethylene easily cross-links and improves the functional properties, while polypropylene, due to the spatial hindrance of the methyl group, practically does not form cross-links in the air atmosphere and is easily oxidized in the chain process. Mention was also made of the research on biodegradable foams based on PLA and PCL. The proposed methodology of polymer radiolysis research may be useful at the initial stage of work, both in the selection of plastics for radiation sterilization of medical devices as well as favorable modification of the functional parameters of materials (e.g. accelerated absorption).
Niewielkie zmiany chemiczne powodowane działaniem promieniowania jonizującego są wystarczające do zwalczania patogenów i insektów w procesach utrwalania: m.in. ziół, przypraw ziołowych, suszonych grzybów, suplementów diety. Jest to skuteczny sposób zapobiegania m.in. zatruciom pokarmowym wywołanym spożyciem biologicznie zanieczyszczonych pokarmów. Unikatowość technologii radiacyjnych polega na tym, że zabiegi konserwacji można prowadzić w: krótkim czasie, dowolnej temperaturze, całej objętości materiału, szczelnym opakowaniu jednostkowym i kartonie zbiorczym. W większości przypadków nie można zaobserwować metodami sensorycznymi zmian właściwości wyrobów po procesie obróbki radiacyjnej. Kontrole napromieniowania żywności uznawanej za bezpieczną, mają na celu jedynie wyegzekwowanie obowiązku informowania konsumentów o formie konserwacji. Warto podkreślić, że utrwalane radiacyjnie wyroby nie stają się promieniotwórcze. Nie należy więc mylić napromieniowania z promieniotwórczością.
EN
Minor chemical changes caused by the action of ionizing radiation are sufficient to combat pathogens and insects in the preservation processes of: herbs, herbal spices, dried mushrooms, dietary supplements and food. It is an effective way to prevent food poisoning caused by the consumption of biologically contaminated food. The uniqueness of radiation technologies lies in the fact that maintenance operations can be carried out in: a short time, at any temperature, the entire volume of the material, tight unit packaging and collective carton. Modifications of product properties in most cases are not observed by sensory methods. Irradiation controls considered to be microbiologically and toxicologically safe food are only intended to enforce the obligation to inform consumers about the form of preservation. It is worth emphasizing that radiation-cured products do not become radioactive. Therefore, radiation should not be confused with radioactivity.
Osiągnięcie planowanych skutków obróbki radiacyjnej polimerów, np. w celu sterylizacji radiacyjnej wyrobów medycznych, wymaga zastosowania dodatków ochronnych, zwłaszcza gdy stosowany polimer należy do tych, w których degradacja dominuje nad sieciowaniem, jak w przypadku polipropylenu. Referat omawia podstawy oddziaływań radiacyjnych w polimerach, decydujących o rozkładzie energii i produktów radiolizy. Dotychczas dobór dodatków ochronnychpolegał na stosowaniu typowych dodatków umożliwiających przetwórstwo i które metodą prób i błędów wykazywały jednocześnie korzystną ochronę przed radiolizą. Dziś coraz więcej wiadomo o mechanizmach radiolizy polimerów, a więc dobór składu może być łatwiejszy i bardziej skuteczny. Znajomość mechanizmów radiolizy jest też pożądana przy planowaniu składu dla osiągnięcia innych niż sterylizacja celów obróbki radiacyjnej. Najlepszym mechanizmem ochronnym jest przenoszenie energii jonizacji do związku aromatycznego, który jest w stanie rozproszyć energię pochłoniętą z minimalnym efektem chemicznym.
EN
The aim of radiation processing of polymers, e. g. sterilization of medical devices made from polymers can be reached only in the presence of proper additives, especially in the case of polymers which degrade and do not crosslink when irradiated, as polypropylene. The paper presents the background of radiation interactions, which decide on the distribution of energy and of product of radiolysis in the polymer blend. The choice of additives was determined several years ago by the application of usual preparations available commercially, which make processing of polymers possible at all. It has been found by try and error approach, that some conventional additives are protecting polypropylene from radiolysis better than others. Another approach consisted in application of polymers in mixtures of aliphatic and aromatic polymers in which the presence of aromatic moiety reduces the extend of radilysis. Deeper knowledge of mechanisms of protection and energy transfer permits improvement of radiation processing towards other applications, not only medical. They are directed towards the positive aspects of radiolysis (e.g. crosslinking) and not negative ones dominating in radiation sterilization. Differences in the protection effects from light and from ionizing radiation are explained in terms of photochemistry and radiation chemistry of polymers. Special attention is paid to the role of single-ionization spurs which can change their final location to specific places and multi-ionization spurs which cause irreparable scission of the chain, which cannot lead in the case of polypropylene to formation of crosslinks, as in the case of polyethylene (c.f. reference 1 in print).
The paper summarizes long-term research into the radiolysis of polymers. The starting point in all cases was the preliminary determination of the radiolytic efficiency of hydrogen evolution. This value is approximately proportional to the number of radicals arising as a result of irradiation, which determines post-radiation phenomena. It was not about accurately describing the radiolysis of a specific polymer, but about paying attention to the benefits of starting the study of radiolysis from the analysis of hydrogen evolution. The Table 2 gives specific hydrogen yields for selected polymers. The results of these studies were used in the planning of the radioactive waste repository in Los Alamos National Laboratory.
PL
Artykuł podsumowuje wieloletnie badania autora nad radiolizą polimerów. Punktem wyjścia we wszystkich omawianych wypadkach było wstępne określenie radiolitycznej wydajności wydzielania wodoru. Wartość ta jest w przybliżeniu proporcjonalna do zawartości powstających w wyniku napromieniowania rodników, które inicjują zjawiska postradiacyjnej modyfikacji. Tabela 2 podaje wybrane, uzyskane przez autora, konkretne wydajności wodoru w odniesieniu do wybranych polimerów. Wyniki badań wykorzystano, przykładowo, przy planowaniu składowiska odpadów promieniotwórczych w Los Alamos National Laboratory.
Za pomocą promieniowania jonizującego można korzystnie modyfikować właściwości materiałów polimerowych. Planując wykorzystanie naturalnych i syntetycznych polimerów w wyrobach medycznych i implantach chirurgicznych, należy pamiętać, że powinny być one wolne od wegetatywnych, przetrwalnikowych oraz zarodnikowych form mikroorganizmów. Techniki radiacyjne są unikatowymi metodami sterylizacji pozwalającymi w krótkim czasie wyjaławiać materiał w całej objętości, w dowolnej temperaturze (również warunkach kriogenicznych), w opakowaniu jednostkowym i zbiorczym. Co istotne, w odróżnieniu od tradycyjnych metod chemicznych (gazowych) działanie promieniowania jonizującego nie pozostawia szkodliwych zanieczyszczeń. Temat jest stale aktualny w związku z postępem w dziedzinie konstrukcji źródeł promieniowania jonizującego oraz pojawianiem się nowych tworzyw sztucznych. W szczególności zwrócono uwagę na radiolizę znajdujących coraz więcej zastosowań tworzyw biodegradowalnych. Jako przykład omówiono materiały komórkowe (pianki) na bazie polilaktydu (PLA) i polikaprolaktonu (PCL). W tym przypadku wielkością dawki pochłoniętej promieniowania można kontrolować (skracać) czas ich biowchłanialności. Wspomniano również o badaniach nad nowymi kompozytami typu polimer/metal wykorzystywanymi w ochronie radiologicznej, radiacyjnej polimeryzacji, którą można prowadzić bez inicjatorów i/lub katalizatorów oraz o modyfikacji powierzchni polimerów.
EN
Ionizing radiation can advantageously modify the properties of polymeric materials. When planning the use of natural and synthetic polymers in medical devices and surgical implants, it should be remembered that they should be free of vegetative, spore and spore forms of microorganisms. Radiation techniques are unique sterilization methods that quickly sterilize the material in its entire volume at any temperature (including cryogenic conditions), in unit and collective packaging. Importantly, unlike traditional chemical (gas) methods, ionizing radiation does not leave harmful contaminants. The topic is constantly relevant in connection with the progress in the field of construction of ionizing radiation sources and the emergence of new plastics. In particular, attention has been paid to the radiolysis of more and more applications of biodegradable plastics. As an example, cell materials (foams) based on polylactide (PLA) and polycaprolactone (PCL) are discussed. In this case, the amount of radiation absorbed dose can be controlled (shortened) their biosorbability time. The following were also mentioned – the research on new polymer/metal composites used in radiation protection, radiation polymerization that can be carried out without initiators and/or catalysts, and modification of polymer surfaces by tacking.
The influence of y-irradiation on D- and L-glucose, D- and L-galactose, D- and L-mannose was examined in the solid polycrystalline state. Hydrogen was the principal gas product of radiolysis of hexoses. Radiation yield (G) of H2 changed from 2.2 for galactose to 3.2 (1/100 eV) for glucose and mannose. The ESR spectra of radicals formed in irradiated hexoses were similar and indicated the presence of secondary radical mixture. Integral G-value of radicals decreased with dose. Process of radical disappearance could be described with equations of polychronic kinetics. Radiation stability of galactose was one and a half times higher, than radiation stability of glucose and mannose. This fact rationalised essential contribution of the C4-H bond breaking process in formation of radical products and H2. Radiation stability of D- and L-isomers of monosaccharides under non-polarised irradiation was identical. Radicals formed in irradiated monosaccharides lived at room temperatures for several months and it should be taken into account on application of radiation-sterilized pills.
PL
Prześledzono wpływ promieniowania y na D- i L-glukozę, D- i L-galaktozę oraz D- i L-mannozę w stanie polikrystalicznym. Głównym produktem gazowym radiolizy był wodór. Wydajność radiacyjna (G) wodoru zmieniała się od 2,2 (galaktoza) do 3,2 (1/100eV) (glukoza i mannoza). Widma ESR rodników powstające przez naświetlanie wszystkich heksoz były do siebie podobne i wskazywały na obecność mieszaniny wtórnych rodników. Scałkowana wartość G rodników obniżała się wraz z dawką promieniowania. Proces zaniku rodników można opisać równaniami kinetyki polichronicznej. Trwałość radiacyjna galaktozy była półtorakrotnie wyższa od radiacyjnej trwałości glukozy i mannozy. Usprawiedliwiało to istotny udział zrywania wiazań C4-H w tworzeniu wodoru. Radiacyjna trwałość izomerów L- i D- monosacharydów przy zastosowaniu promieniowania niespolaryzowanego była identyczna. Rodniki powstające z monosacharydów żyły w temperaturze pokojowej przez wiele miesięcy i fakt ten należy brać pod uwagę przy stosowaniu sterylizacji radiacyjnej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.