Kiiritamise üldine põhimõte

Maailmas olemasolevate elektromagnetlainete spekter on väga lai, alates energiavaestest raadiolainetest, soojuskiirgusest ja nähtavast valgusest kuni energiarikaste ultraviolettkiirteni ning röntgeni- ja gammakiirguseni välja. Seetõttu elektromagnetlainete spektrit võib jagada kaheks:

• Mitteioniseerivat kiirgust kiirgavad lained: väikese kvantenergia tõttu ei ole raadiolained, soojuskiirgus ja nähtav valgus võimelised aatomeid ioniseerima - s.t. tekib mitteioniseeriv kiirgus. 
• Ioniseerivat kiirgust kiirgavad lained: suure kvantenergia tõttu on röntgeni- ja gammakiired võimelised aatomeid ioniseerima - s.t. tekib ioniseeriv kiirgus.

Toiduainete kiiritamisel kasutatakse ioniseerivat kiirgust, peamiselt gammakiirgust, mis tekib aatomituumade radioaktiivsel lagunemisel. Piiriks ioniseeriva ja mitteioniseeriva kiirguse vahel on 34 elektronvolti (eV). Sellest näitajast suurema energiaga kiired ioniseerivad toidu kiiritamisel toidus olevad aatomid. Aatomiga kokkupõrkavad kvandid "viskavad välja" aatomi elektronkattest elektroni, mille tagajärjel tekib ioniseeritud aatom, nagu näidatud alltoodud joonisel.

 

Illustreeriv joonis ioniseerivast kiirgusest ja ioniseeritud aatomi tekkest: vasakul üleval on näidatud neutronid ja prootonid; vasakul all on näidatud ioniseeriv kiirgus; paremal üleval on tähistatud joonisel eraldunud elektron.

(Allikas: http://www.sfos.uaf.edu/...)

 

Kuidas tekib ioniseeriv kiirgus?

Ioniseeriv kiirgus saab tekkida radioaktiivse aine (koobalti, tseesiumi) lagunemisel. Toiduainete kiiritusseadmetes on kasutusel enamasti koobaltist pärit gammakiirgus Co-60, mis on suhteliselt odav aatomi pooldumise kõrvalprodukt, sest selle gammakiirguse energia ja aine läbitavus on suurem kui tseesiumist pärit kiirgusel  Cs-137.

Pildil on kiiritustehas pealtvaates. Pakendatud tooted liiguvad läbi kiiritusseadme.    Allikas: http://www.cfs.purdue.edu/...

Selleks, et saada Co-60, kiiritatakse neutronitega tuumareaktoris mitteradioaktiivset isotoopi Co-59 ühtekokku 12-24 kuud, mille tagajärjel osa koobaltit muutub radioaktiivseks Co-60-ks. Miinuseks on Co-60 suhteliselt lühike poolestusaeg, keskmiselt 5,27 aastat, mille vältel laguneb pool Co-60 aatomitest mitteradioaktiivseks nikli isotoobiks Ni-60, mistõttu nõuab see allika perioodilist vahetamist, selleks, et säilitada vajalik radioaktiivse potensiaali tase. Samas tseesiumil on suuremad eelised koobalti ees, kuna tema poolestusaeg on ligikaudu 30 aastat.  

Mõtlemisülesanne:

Saime teada, et toidu kiiritamine tähendab selle töötlemist ioniseeriva kiirgusega. Kas sellisel juhul  muutub kiiritatav toiduaine radioaktiivseks?

Pane tähele!