MFJ, Metody Fizyki Jądrowej w środowisku, przemyśle i medycynie – wykład dla doktorantów PW

MFJ, Metody Fizyki Jądrowej w środowisku, przemyśle i medycynie

– wykład dla doktorantów PW

Technologie radiacyjne w inżynierii Technologie radiacyjne w inżynierii materiałówmateriałów

(utwardzanie radiacyjne, sterylizacja materiałów (utwardzanie radiacyjne, sterylizacja materiałów medycznych, membrany trekowe itd.)medycznych, membrany trekowe itd.)

Opracował: mgr inż. Ireneusz T. KozeraOpracował: mgr inż. Ireneusz T. Kozera

Plan Pracy:

WSTĘPWSTĘP PROGRAM WIELOLETNIPROGRAM WIELOLETNI ''Izotopy i akceleratory'' ''Izotopy i akceleratory''

Cele programuCele programu MedycynaMedycyna RolnictwoRolnictwo PrzemysłPrzemysł EkologiaEkologia

NOWE TECHNOLOGIE RADIACYJNE W MEDYCYNIENOWE TECHNOLOGIE RADIACYJNE W MEDYCYNIE NOWE TECHNOLOGIE RADIACYJNE W BADANIU NOWE TECHNOLOGIE RADIACYJNE W BADANIU

MATERIAŁÓWMATERIAŁÓW

Plan Pracy:

STAN OBECNY ORAZ WAŻNIEJSZE ZASTOSOWANIA I STAN OBECNY ORAZ WAŻNIEJSZE ZASTOSOWANIA I URZĄDZENIAURZĄDZENIA IzotopyIzotopy AkceleratoryAkceleratory Techniki radiacyjneTechniki radiacyjne

MEMBRAMY TREKOWEMEMBRAMY TREKOWE STAN DOCELOWYSTAN DOCELOWY POLIMERYPOLIMERY

Modyfikacja polimerówModyfikacja polimerów HIGIENA MEDYCZNAHIGIENA MEDYCZNA

Plan Pracy:

MATERIAŁY TERMOKURCZLIWEMATERIAŁY TERMOKURCZLIWE MATRIAŁY OPAKOWANIOWEMATRIAŁY OPAKOWANIOWE

Sterylizacja materiałówSterylizacja materiałów KLEJE POLIAKRYLOWEKLEJE POLIAKRYLOWE PROMIENIOWANIE A DZIEŁA SZTUKIPROMIENIOWANIE A DZIEŁA SZTUKI PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE W SŁUŻBIE PRZEMYSŁUPROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE W SŁUŻBIE PRZEMYSŁU PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE NAS OTACZAPROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE NAS OTACZA BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

WSTĘP

Istnienie promieniowania jonizującego odkryto stosunkowo Istnienie promieniowania jonizującego odkryto stosunkowo niedawno. W 1895 r. Wilhelm Roentgen odkrył promieniowanie X, niedawno. W 1895 r. Wilhelm Roentgen odkrył promieniowanie X, a rok później Henryk Becquerel odkrył zjawisko a rok później Henryk Becquerel odkrył zjawisko promieniotwórczości naturalnej. Minęło więc ponad sto lat od promieniotwórczości naturalnej. Minęło więc ponad sto lat od początków badań nad promieniotwórczością. Badania te, mające początków badań nad promieniotwórczością. Badania te, mające początkowo charakter wyłącznie poznawczy, szybko stały się początkowo charakter wyłącznie poznawczy, szybko stały się podstawą rozwoju technik jądrowych i ich zastosowań, początkowo podstawą rozwoju technik jądrowych i ich zastosowań, początkowo w medycynie, a następnie w wielu innych dziedzinach nauki i w medycynie, a następnie w wielu innych dziedzinach nauki i gospodarki. Obecnie w krajach wysoko rozwiniętych akceleratory gospodarki. Obecnie w krajach wysoko rozwiniętych akceleratory różnych typów oraz źródła izotopowe są na szeroką skalę różnych typów oraz źródła izotopowe są na szeroką skalę stosowane zarówno w instalacjach typu przemysłowego oraz stosowane zarówno w instalacjach typu przemysłowego oraz ośrodkach medycznych, jak i w celach badawczych. ośrodkach medycznych, jak i w celach badawczych.

WSTĘP

W Polsce prace badawczo-rozwojowe w zakresie technik W Polsce prace badawczo-rozwojowe w zakresie technik jądrowych, powiązane z prowadzonymi już wcześniej badaniami jądrowych, powiązane z prowadzonymi już wcześniej badaniami podstawowymi w dziedzinie fizyki i chemii jądrowej, rozpoczęto w podstawowymi w dziedzinie fizyki i chemii jądrowej, rozpoczęto w latach pięćdziesiątych. Wieloletnia działalność i znaczne środki na latach pięćdziesiątych. Wieloletnia działalność i znaczne środki na nią przeznaczane doprowadziły do rozwoju kadry i powstania nią przeznaczane doprowadziły do rozwoju kadry i powstania ośrodków badawczych związanych tematycznie z techniką ośrodków badawczych związanych tematycznie z techniką jądrową. Specjaliści w dziedzinie atomistyki dysponują wiedzą i jądrową. Specjaliści w dziedzinie atomistyki dysponują wiedzą i doświadczeniem zdobytym w kraju oraz, dzięki wieloletniej i stale doświadczeniem zdobytym w kraju oraz, dzięki wieloletniej i stale rozwijającej się współpracy międzynarodowej, w głównych rozwijającej się współpracy międzynarodowej, w głównych ośrodkach zagranicznych. Ocenia się, że w zakresie atomistyki ośrodkach zagranicznych. Ocenia się, że w zakresie atomistyki mamy w kraju około 200 profesorów i doktorów habilitowanych, mamy w kraju około 200 profesorów i doktorów habilitowanych, 1000 doktorów i wysoko wykwalifikowanych inżynierów oraz 2000 1000 doktorów i wysoko wykwalifikowanych inżynierów oraz 2000 wyspecjalizowanych w tej dziedzinie pracowników technicznych.wyspecjalizowanych w tej dziedzinie pracowników technicznych.

WSTĘP

Mimo liczących się wyników uzyskiwanych w zakresie badań Mimo liczących się wyników uzyskiwanych w zakresie badań podstawowych, poziom wykorzystania metod jądrowych jest jednak podstawowych, poziom wykorzystania metod jądrowych jest jednak w Polsce nadal niższy niż w krajach wysoko rozwiniętych, również w Polsce nadal niższy niż w krajach wysoko rozwiniętych, również tych, które nie rozwijają energetyki jądrowej (np. Austria, Dania, tych, które nie rozwijają energetyki jądrowej (np. Austria, Dania, Włochy). Dotychczas prowadzone w kraju prace w dziedzinie Włochy). Dotychczas prowadzone w kraju prace w dziedzinie zastosowań technik izotopowych i radiacyjnych polegały na zastosowań technik izotopowych i radiacyjnych polegały na odosobnionych działaniach poszczególnych jednostek badawczo-odosobnionych działaniach poszczególnych jednostek badawczo-rozwojowych oraz wyższych uczelni i nie miały charakteru rozwojowych oraz wyższych uczelni i nie miały charakteru przedsięwzięć kompleksowych. Z tego powodu nakazem chwili jest przedsięwzięć kompleksowych. Z tego powodu nakazem chwili jest realizacja programu, który wykorzystując w dużym stopniu zasoby realizacja programu, który wykorzystując w dużym stopniu zasoby intelektualne i materialne zgromadzone w minionych latach, intelektualne i materialne zgromadzone w minionych latach, przyniesie społeczeństwu i gospodarce korzyści wynikające z przyniesie społeczeństwu i gospodarce korzyści wynikające z rozpowszechnienia takich technik.rozpowszechnienia takich technik.

PROGRAM WIELOLETNI ''Izotopy i akceleratory''

Stosowanie technik jądrowych powszechnie kojarzy się z Stosowanie technik jądrowych powszechnie kojarzy się z energetyką. Jeśli wziąć pod uwagę wielkość środków, jakie na energetyką. Jeśli wziąć pod uwagę wielkość środków, jakie na całym świecie zostały zaangażowane w badania i rozwój całym świecie zostały zaangażowane w badania i rozwój energetyki jądrowej oraz toczące się dyskusje między jej energetyki jądrowej oraz toczące się dyskusje między jej zwolennikami a przeciwnikami, pogląd ten jest całkowicie zwolennikami a przeciwnikami, pogląd ten jest całkowicie zrozumiały. Jednak w praktyce wśród zastosowań technik zrozumiały. Jednak w praktyce wśród zastosowań technik jądrowych dominują metody izotopowe i radiacyjne stosowane w jądrowych dominują metody izotopowe i radiacyjne stosowane w ochronie zdrowia, przemyśle i ochronie środowiska. Dotyczy to ochronie zdrowia, przemyśle i ochronie środowiska. Dotyczy to przede wszystkim krajów wysoko rozwiniętych (np. według danych przede wszystkim krajów wysoko rozwiniętych (np. według danych Amerykańskiego Towarzystwa Nukleonicznego wielkość wpływów Amerykańskiego Towarzystwa Nukleonicznego wielkość wpływów uzyskiwanych w USA w wyniku nieenergetycznych zastosowań uzyskiwanych w USA w wyniku nieenergetycznych zastosowań technik jądrowych niemal trzykrotnie przekracza wpływy z technik jądrowych niemal trzykrotnie przekracza wpływy z eksploatacji wszystkich 105 amerykańskich elektrowni eksploatacji wszystkich 105 amerykańskich elektrowni atomowych).atomowych).


Tak szybki rozwój i stopień rozpowszechnienia techniki te Tak szybki rozwój i stopień rozpowszechnienia techniki te zawdzięczają przede wszystkim swej skuteczności. Wynik ich zawdzięczają przede wszystkim swej skuteczności. Wynik ich zastosowań technologicznych polega zwykle na eliminacji kilku zastosowań technologicznych polega zwykle na eliminacji kilku etapów produkcji wykonywanych metodami tradycyjnymi, etapów produkcji wykonywanych metodami tradycyjnymi, obniżeniu jej kosztów i redukcji lub całkowitej eliminacji emisji obniżeniu jej kosztów i redukcji lub całkowitej eliminacji emisji zanieczyszczeń towarzyszącej z reguły ''zwykłym'' technologiom.zanieczyszczeń towarzyszącej z reguły ''zwykłym'' technologiom.

Techniki izotopowe i radiacyjne odgrywają szczególną rolę w Techniki izotopowe i radiacyjne odgrywają szczególną rolę w działalności związanej z ochroną zdrowia. Stosowanie izotopów i działalności związanej z ochroną zdrowia. Stosowanie izotopów i wiązek promieniowania w terapii redukuje liczbę technik wiązek promieniowania w terapii redukuje liczbę technik inwazyjnych, jest zatem mniej uciążliwe dla pacjenta i w wielu inwazyjnych, jest zatem mniej uciążliwe dla pacjenta i w wielu przypadkach znacznie mniej kosztowne. Metody sterylizacji przypadkach znacznie mniej kosztowne. Metody sterylizacji radiacyjnej stopniowo zastępują techniki termiczne oraz techniki radiacyjnej stopniowo zastępują techniki termiczne oraz techniki wykorzystujące substancje toksyczne lub szkodliwe dla wykorzystujące substancje toksyczne lub szkodliwe dla środowiska. środowiska.


Tak więc efekty zastosowań technik jądrowych należą zarówno Tak więc efekty zastosowań technik jądrowych należą zarówno do sfery materialnej, jak i do zakresu niewymiernych efektów do sfery materialnej, jak i do zakresu niewymiernych efektów społecznych oraz związanych z ochroną środowiska. Polska ma społecznych oraz związanych z ochroną środowiska. Polska ma istotne osiągnięcia w zakresie badań i rozwoju metod izotopowych istotne osiągnięcia w zakresie badań i rozwoju metod izotopowych oraz technik i technologii radiacyjnych, a jednostki zajmujące się tą oraz technik i technologii radiacyjnych, a jednostki zajmujące się tą tematyką są cenionymi partnerami renomowanych ośrodków tematyką są cenionymi partnerami renomowanych ośrodków zagranicznych. Jednak stopień upowszechnienia ich zastosowań zagranicznych. Jednak stopień upowszechnienia ich zastosowań nie nadąża za możliwościami krajowych ośrodków naukowo-nie nadąża za możliwościami krajowych ośrodków naukowo-badawczych i rzeczywistym zapotrzebowaniem.badawczych i rzeczywistym zapotrzebowaniem.

Biorąc powyższe pod uwagę, należy uznać za celowe podjęcie Biorąc powyższe pod uwagę, należy uznać za celowe podjęcie działań na rzecz zbliżenia sytuacji Polski w tym zakresie do stanu działań na rzecz zbliżenia sytuacji Polski w tym zakresie do stanu istniejącego w krajach Unii Europejskiej. istniejącego w krajach Unii Europejskiej.


Projekt programu ''Izotopy i akceleratory'', wychodząc naprzeciw Projekt programu ''Izotopy i akceleratory'', wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu na stosowanie technik jądrowych w medycynie, zapotrzebowaniu na stosowanie technik jądrowych w medycynie, przemyśle, rolnictwie i ochronie środowiska naturalnego, został przemyśle, rolnictwie i ochronie środowiska naturalnego, został przygotowany na podstawie doświadczeń i wieloletniego dorobku przygotowany na podstawie doświadczeń i wieloletniego dorobku zespołów i instytucji zajmujących się tą tematyką. zespołów i instytucji zajmujących się tą tematyką.

Wyniki programu znajdą bezpośrednie zastosowanie w szeroko Wyniki programu znajdą bezpośrednie zastosowanie w szeroko pojętej praktyce medycznej i przemysłowej, a zakres jego części pojętej praktyce medycznej i przemysłowej, a zakres jego części badawczej jest zgodny z kierunkami badań naukowych i prac badawczej jest zgodny z kierunkami badań naukowych i prac rozwojowych uznanych przez Komitet Badań Naukowych za rozwojowych uznanych przez Komitet Badań Naukowych za priorytetowe w celu zwiększenia innowacyjności polskiej priorytetowe w celu zwiększenia innowacyjności polskiej gospodarki. gospodarki.


W wyniku realizacji programu, oprócz osiągnięcia określonych W wyniku realizacji programu, oprócz osiągnięcia określonych efektów technicznych i gospodarczych, należy oczekiwać poprawy efektów technicznych i gospodarczych, należy oczekiwać poprawy stanu zdrowia społeczeństwa, polepszenia stanu środowiska stanu zdrowia społeczeństwa, polepszenia stanu środowiska naturalnego oraz upowszechnienia metod jądrowych i technik naturalnego oraz upowszechnienia metod jądrowych i technik radiacyjnych w gospodarce żywnościowej, rolnictwie i medycynie, radiacyjnych w gospodarce żywnościowej, rolnictwie i medycynie, a tym samym poprawy pozycji Polski, zajmującej obecnie pod a tym samym poprawy pozycji Polski, zajmującej obecnie pod względem zastosowań metod jądrowych dalekie miejsce w względem zastosowań metod jądrowych dalekie miejsce w Europie.Europie.

PROGRAM WIELOLETNI „Izotopy i akceleratory”Cele programu:

Podstawowym strategicznym celem jest osiągnięcie istotnego Podstawowym strategicznym celem jest osiągnięcie istotnego postępu w upowszechnieniu stosowania źródeł izotopowych i postępu w upowszechnieniu stosowania źródeł izotopowych i

akceleratorów w następujących dziedzinach:akceleratorów w następujących dziedzinach:


W medycynie: W medycynie:

wprowadzenie do produkcji nowych preparatów wprowadzenie do produkcji nowych preparatów zawierających izotopy promieniotwórcze (tzw. zawierających izotopy promieniotwórcze (tzw. radiofarmaceutyków), używanych do diagnostyki i terapii, radiofarmaceutyków), używanych do diagnostyki i terapii,

akceleratorów elektronów nowej generacji akceleratorów elektronów nowej generacji stosowanych w radioterapii nowotworów oraz stosowanych w radioterapii nowotworów oraz akceleratorów do sterylizacji sprzętu medycznego, akceleratorów do sterylizacji sprzętu medycznego, opatrunków, leków i surowców do ich produkcji oraz opatrunków, leków i surowców do ich produkcji oraz przeszczepów tkankowych, implantów i opatrunków przeszczepów tkankowych, implantów i opatrunków biologicznych;biologicznych;


W rolnictwie:W rolnictwie:

komór radiacyjnych i akceleratorów do higienizacji komór radiacyjnych i akceleratorów do higienizacji żywności, przypraw i pasz;żywności, przypraw i pasz;


W przemyśle:W przemyśle:

technologii radiacyjnych umożliwiających modyfikację technologii radiacyjnych umożliwiających modyfikację materiałów służących do uzyskania wyższych parametrów materiałów służących do uzyskania wyższych parametrów użytkowych metodami przyjaznymi dla środowiska naturalnego;użytkowych metodami przyjaznymi dla środowiska naturalnego;


W ekologii:W ekologii:

nowych metod detekcji i identyfikacji skażeń nowych metod detekcji i identyfikacji skażeń promieniotwórczych.promieniotwórczych.


Poza bezpośrednimi zastosowaniami technik izotopowych i Poza bezpośrednimi zastosowaniami technik izotopowych i radiacyjnych w szeroko rozumianej gospodarce narodowej, radiacyjnych w szeroko rozumianej gospodarce narodowej, zostaną osiągnięte również ważne cele o znaczeniu zostaną osiągnięte również ważne cele o znaczeniu ogólnospołecznym. Rozwój w kraju zaawansowanych technologii i ogólnospołecznym. Rozwój w kraju zaawansowanych technologii i rozwój specjalistycznej metrologii związanej ze stosowaniem rozwój specjalistycznej metrologii związanej ze stosowaniem izotopów i akceleratorów spowoduje potrzebę kształcenia wysoko izotopów i akceleratorów spowoduje potrzebę kształcenia wysoko kwalifikowanej kadry, co powinno się stać elementem wypełniania kwalifikowanej kadry, co powinno się stać elementem wypełniania luki pokoleniowej, szczególnie dotkliwie odczuwanej w sektorze luki pokoleniowej, szczególnie dotkliwie odczuwanej w sektorze nauki i techniki.nauki i techniki.

NOWE TECHNOLOGIE RADIACYJNE W MEDYCYNIE

podjęcie produkcji nowych typów radiofarmaceutyków i podjęcie produkcji nowych typów radiofarmaceutyków i zamkniętych źródeł promieniotwórczych, w tym opracowanie i zamkniętych źródeł promieniotwórczych, w tym opracowanie i wdrożenie do praktyki medycznej radiofarmaceutyków znakowanych wdrożenie do praktyki medycznej radiofarmaceutyków znakowanych izotopami neutronodeficytowymi dla pozytronowej emisyjnej tomografii izotopami neutronodeficytowymi dla pozytronowej emisyjnej tomografii (PET), poprzez dostosowanie do tych celów istniejących urządzeń (PET), poprzez dostosowanie do tych celów istniejących urządzeń (cyklotron C-30 w Świerku oraz cyklotron AIC-144 w Krakowie),(cyklotron C-30 w Świerku oraz cyklotron AIC-144 w Krakowie), przystosowanie cyklotronu AIC-144 do hadronowej radioterapii przystosowanie cyklotronu AIC-144 do hadronowej radioterapii nowotworów, nowotworów, wprowadzenie do produkcji terapeutycznego akceleratora wprowadzenie do produkcji terapeutycznego akceleratora śródoperacyjnego,śródoperacyjnego, rozszerzenie zakresu stosowalności sterylizacji radiacyjnej rozszerzenie zakresu stosowalności sterylizacji radiacyjnej wobec ograniczania, a w niedalekiej przy- szłości zakazu stosowania, wobec ograniczania, a w niedalekiej przy- szłości zakazu stosowania, innych nieekologicznych metod;innych nieekologicznych metod;

NOWE TECHNOLOGIE RADIACYJNE W BADANIU MATERIAŁÓW

opracowanie podstaw procesowych i wdrożenie nowych opracowanie podstaw procesowych i wdrożenie nowych technologii sterylizacji materiałów medycznych, higienizacji technologii sterylizacji materiałów medycznych, higienizacji kosmetyków oraz obróbki biopolimerów i produkcji biomateriałów kosmetyków oraz obróbki biopolimerów i produkcji biomateriałów hydrożelowych o jakości medycznej;hydrożelowych o jakości medycznej;

uruchomienie produkcji membran trekowych do uruchomienie produkcji membran trekowych do kapilarnych filtrów jądrowych w cyklotronie ciężkich jonów C-200P kapilarnych filtrów jądrowych w cyklotronie ciężkich jonów C-200P w Warszawie;w Warszawie;

zbudowanie prototypu akceleratora elektronów do zbudowanie prototypu akceleratora elektronów do radiacyjnej obróbki i modyfikacji materiałów, sterylizacji oraz radiacyjnej obróbki i modyfikacji materiałów, sterylizacji oraz utrwalania płodów rolnych.utrwalania płodów rolnych.

NOWE TECHNOLOGIE RADIACYJNE W BADANIU MATERIAŁÓW

Wykrywalność wad materiałowych (defektoskopia)Wykrywalność wad materiałowych (defektoskopia)

Radiografia elementów ruchomychRadiografia elementów ruchomych

Stymulowanie uszkodzeń radiacyjnych:Stymulowanie uszkodzeń radiacyjnych: promieniowania w przestrzeni kosmicznejpromieniowania w przestrzeni kosmicznej badania nad erozją elektronowąbadania nad erozją elektronową

BBadanie materiałów reaktorowychadanie materiałów reaktorowych

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

STAN OBECNY ORAZ WAŻNIEJSZE ZASTOSOWANIA I URZĄDZENIA

IzotopyIzotopy

W Polsce produkowane są źródła izotopowe do zastosowań w W Polsce produkowane są źródła izotopowe do zastosowań w medycynie, nauce, przemyśle i ochronie środowiska. Jedynym medycynie, nauce, przemyśle i ochronie środowiska. Jedynym profesjonalnym ich producentem jest Ośrodek Badawczo-profesjonalnym ich producentem jest Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Izotopów POLATOM w Świerku. Ośrodek jest również Rozwojowy Izotopów POLATOM w Świerku. Ośrodek jest również głównym importerem materiałów promieniotwórczych w Polsce. głównym importerem materiałów promieniotwórczych w Polsce. Szacuje się, że OBRI pokrywa około 85 proc. krajowego zużycia Szacuje się, że OBRI pokrywa około 85 proc. krajowego zużycia preparatów medycznych stosowanych do diagnostyki i terapii preparatów medycznych stosowanych do diagnostyki i terapii izotopowej. W 1997 r. wyprodukowano 12 267 sztuk zamkniętych izotopowej. W 1997 r. wyprodukowano 12 267 sztuk zamkniętych źródeł promieniowania i 82 867 porcji źródeł otwartych. W tym źródeł promieniowania i 82 867 porcji źródeł otwartych. W tym samym czasie import źródeł wyniósł odpowiednio 215 sztuk oraz samym czasie import źródeł wyniósł odpowiednio 215 sztuk oraz 3672 porcje. 3672 porcje.


IzotopyIzotopy

W użyciu pozostają neutronowonadmiarowe, średnio- i W użyciu pozostają neutronowonadmiarowe, średnio- i długożyciowe, produkowane w reaktorach jądrowych źródła długożyciowe, produkowane w reaktorach jądrowych źródła izotopowe o małej i średniej aktywności, stosowane w medycynie, izotopowe o małej i średniej aktywności, stosowane w medycynie, przemyśle i do celów badawczych, w tym źródła kobaltowe (60Co) przemyśle i do celów badawczych, w tym źródła kobaltowe (60Co) wysokiej aktywności, pochodzące z importu, stosowane do wysokiej aktywności, pochodzące z importu, stosowane do teleradioterapii nowotworów (18 sztuk - w części teleradioterapii nowotworów (18 sztuk - w części wyeksploatowane) i technologii radiacyjnej oraz laboratoryjne wyeksploatowane) i technologii radiacyjnej oraz laboratoryjne źródła cezu (137Cs - 2 sztuki eksploatowane w Międzyresortowym źródła cezu (137Cs - 2 sztuki eksploatowane w Międzyresortowym Instytucie Techniki Radiacyjnej Politechniki Łódzkiej).Instytucie Techniki Radiacyjnej Politechniki Łódzkiej).


IzotopyIzotopy

Stały rozwój medycyny nuklearnej wpływa na większe Stały rozwój medycyny nuklearnej wpływa na większe zapotrzebowanie na nowe radiofarmaceutyki i materiały medyczne. zapotrzebowanie na nowe radiofarmaceutyki i materiały medyczne. Rośnie zapotrzebowanie na neutronodeficytowe nuklidy Rośnie zapotrzebowanie na neutronodeficytowe nuklidy promieniotwórcze, otrzymywane wyłącznie drogą naświetlania materiału promieniotwórcze, otrzymywane wyłącznie drogą naświetlania materiału tarczowego wiązką jonów (zwykle protonów) przyspieszanych przez tarczowego wiązką jonów (zwykle protonów) przyspieszanych przez cyklotron. Izotopy te stosowane są głównie w diagnostyce medycznej in cyklotron. Izotopy te stosowane są głównie w diagnostyce medycznej in vivo, gdzie podstawowym kryterium jest minimalizacja obciążenia vivo, gdzie podstawowym kryterium jest minimalizacja obciążenia radiacyjnego organizmu pacjenta. Izotopy cyklotronowe spełniają ten radiacyjnego organizmu pacjenta. Izotopy cyklotronowe spełniają ten warunek, dzięki na ogół krótkiemu okresowi połowicznego zaniku oraz warunek, dzięki na ogół krótkiemu okresowi połowicznego zaniku oraz charakterowi przemian ich jąder (wychwyt elektronu lub przemiana ß+). charakterowi przemian ich jąder (wychwyt elektronu lub przemiana ß+). Produkcja izotopów cyklotronowych w kraju nie wyszła do tej pory poza Produkcja izotopów cyklotronowych w kraju nie wyszła do tej pory poza fazę eksperymentów lub odosobnionych prób ich pozyskiwania na fazę eksperymentów lub odosobnionych prób ich pozyskiwania na wewnętrznych wiązkach cyklotronów. Uzyskane dotychczas wyniki wewnętrznych wiązkach cyklotronów. Uzyskane dotychczas wyniki świadczą jedynie o istnieniu technicznych możliwości syntezy tego typu świadczą jedynie o istnieniu technicznych możliwości syntezy tego typu jąder.jąder.


IzotopyIzotopy

Brak odpowiednio szerokiego asortymentu nuklidów dla Brak odpowiednio szerokiego asortymentu nuklidów dla diagnostyki i terapii niejednokrotnie prowadzi do stosowania diagnostyki i terapii niejednokrotnie prowadzi do stosowania technik inwazyjnych, bardziej niebezpiecznych i uciążliwych dla technik inwazyjnych, bardziej niebezpiecznych i uciążliwych dla pacjenta, a także bardziej ryzykownych i często bardziej pacjenta, a także bardziej ryzykownych i często bardziej kosztownych. Stan ten wymaga podjęcia kompleksowych prac kosztownych. Stan ten wymaga podjęcia kompleksowych prac badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych, mających na celu badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych, mających na celu wprowadzenie do produkcji nowych rodzajów radiofarmaceutyków i wprowadzenie do produkcji nowych rodzajów radiofarmaceutyków i materiałów medycznych.materiałów medycznych.


AkceleratoryAkceleratory

W Polsce akceleratory stosowane są do radioterapii W Polsce akceleratory stosowane są do radioterapii nowotworów, w badaniach z zakresu chemii i fizyki radiacyjnej, nowotworów, w badaniach z zakresu chemii i fizyki radiacyjnej, badaniach materiałowych oraz w technologii, jako narzędzie badaniach materiałowych oraz w technologii, jako narzędzie modyfikacji i/lub sterylizacji materiałów oraz higienizacji żywności i modyfikacji i/lub sterylizacji materiałów oraz higienizacji żywności i kosmetyków. Obecnie eksploatowanych jest 30 terapeutycznych kosmetyków. Obecnie eksploatowanych jest 30 terapeutycznych akceleratorów elektronów, w tym połowa produkcji polskiej*.akceleratorów elektronów, w tym połowa produkcji polskiej*.

Do celów badawczych i technologicznych stosowanych jest 19 Do celów badawczych i technologicznych stosowanych jest 19 akceleratorów i 2 implantatory jonów. Dziesięć z tych urządzeń akceleratorów i 2 implantatory jonów. Dziesięć z tych urządzeń wykorzystywanych jest do celów przemysłowych. wykorzystywanych jest do celów przemysłowych.



W różnych fazach rozwoju i wykorzystywania znajdują się trzy W różnych fazach rozwoju i wykorzystywania znajdują się trzy cyklotrony: AIC-144 (docelowo protony o energii 60 MeV) w cyklotrony: AIC-144 (docelowo protony o energii 60 MeV) w Instytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie, cyklotron ciężkich jonów C-Instytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie, cyklotron ciężkich jonów C-200P (docelowo do 10 MeV na nukleon) w Laboratorium Ciężkich 200P (docelowo do 10 MeV na nukleon) w Laboratorium Ciężkich Jonów Uniwersytetu Warszawskiego oraz C-30 (docelowo protony Jonów Uniwersytetu Warszawskiego oraz C-30 (docelowo protony 25 MeV) w Instytucie Problemów Jądrowych w Świerku.25 MeV) w Instytucie Problemów Jądrowych w Świerku.

* Lista nie obejmuje ok. 10 nowych akceleratorów produkcji IPJ ZDAJ, SIMENS i * Lista nie obejmuje ok. 10 nowych akceleratorów produkcji IPJ ZDAJ, SIMENS i VARIAN zakontraktowanych przez MZiOS.VARIAN zakontraktowanych przez MZiOS.



Potrzeby w zakresie dostaw akceleratorów obejmują Potrzeby w zakresie dostaw akceleratorów obejmują modernizację wyposażenia, wymianę sprzętu oraz wprowadzenie modernizację wyposażenia, wymianę sprzętu oraz wprowadzenie technik akceleratorowych do praktyki. Najważniejsze z nich to: technik akceleratorowych do praktyki. Najważniejsze z nich to:



W terapii:W terapii:

wprowadzenie nie produkowanego i nie stosowanego wprowadzenie nie produkowanego i nie stosowanego dotychczas w kraju śródoperacyjnego akceleratora elektronów o dotychczas w kraju śródoperacyjnego akceleratora elektronów o energii wiązki 4-8 MeV (krajowe zapotrzebowanie na tego typu energii wiązki 4-8 MeV (krajowe zapotrzebowanie na tego typu akcelerator szacuje się na ok. 10 sztuk),akcelerator szacuje się na ok. 10 sztuk),

zastąpienie części aparatów kobaltowych przez akceleratory zastąpienie części aparatów kobaltowych przez akceleratory krajowe o energii wiązki 4-5 MeV, krajowe o energii wiązki 4-5 MeV,

wprowadzenie ok. 20 średnioenergetycznych akce- leratorów wprowadzenie ok. 20 średnioenergetycznych akce- leratorów elektronów nowej generacji produkcji krajowej w liniach elektronów nowej generacji produkcji krajowej w liniach terapeutycznych spełniających wymogi ICRU-50 (International terapeutycznych spełniających wymogi ICRU-50 (International Committee for Radiological Units);Committee for Radiological Units);


AkceleratoryAkceleratoryW przemyśle i rolnictwie: W przemyśle i rolnictwie: zainstalowanie w przemyśle hutniczym i maszynowym 5-10 zainstalowanie w przemyśle hutniczym i maszynowym 5-10

akceleratorów produkcji krajowej do radiografii,akceleratorów produkcji krajowej do radiografii, zainstalowanie w zakładach przemysłowych i stacjach zainstalowanie w zakładach przemysłowych i stacjach

pilotowych 5-10 akceleratorów do obróbki radiacyjnej i sterylizacji.pilotowych 5-10 akceleratorów do obróbki radiacyjnej i sterylizacji.

Łączne zapotrzebowanie, w ciągu 10 lat po zakończeniu programu, Łączne zapotrzebowanie, w ciągu 10 lat po zakończeniu programu, szacuje się na 40-50 akceleratorów na potrzeby kraju i szacuje się na 40-50 akceleratorów na potrzeby kraju i porównywalnych ilości na eksport. Wymaga to rozpoczęcia porównywalnych ilości na eksport. Wymaga to rozpoczęcia intensywnych prac badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych nad intensywnych prac badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych nad akceleratorami terapeutycznymi i akceleratorami dużej mocy dla akceleratorami terapeutycznymi i akceleratorami dużej mocy dla potrzeb technologicznych.potrzeb technologicznych.


Techniki radiacyjneTechniki radiacyjne

Prowadzone od kilkudziesięciu lat badania nad wykorzystaniem Prowadzone od kilkudziesięciu lat badania nad wykorzystaniem technologii wiązek promieniowania w różnych dziedzinach zostały technologii wiązek promieniowania w różnych dziedzinach zostały uwieńczone wieloma sukcesami. Jednak właściwe upowszechnienie uwieńczone wieloma sukcesami. Jednak właściwe upowszechnienie tych technik napotykało na poważne ograniczenia wynikające z tych technik napotykało na poważne ograniczenia wynikające z niedostatku środków finansowych oraz niskiej świadomości niedostatku środków finansowych oraz niskiej świadomości społecznej w zakresie zastosowań technik jądrowych. Mimo to społecznej w zakresie zastosowań technik jądrowych. Mimo to powstały stacje pilotowe i instalacje produkcyjne wykorzystujące powstały stacje pilotowe i instalacje produkcyjne wykorzystujące radiacyjne techniki naświetlania wiązkami elektronów oraz radiacyjne techniki naświetlania wiązkami elektronów oraz promieniowania X i do sterylizacji utensyliów medycznych, utrwalana promieniowania X i do sterylizacji utensyliów medycznych, utrwalana wybranych rodzajów żywności, produkcji rur i taśm termokurczliwych wybranych rodzajów żywności, produkcji rur i taśm termokurczliwych oraz produkcji niektórych materiałów hydrożelowych. oraz produkcji niektórych materiałów hydrożelowych.



Prowadzone są prace badawcze i wdrożeniowe nad technologią Prowadzone są prace badawcze i wdrożeniowe nad technologią usuwania tlenków siarki i azotu z gazów kominowych przy pomocy usuwania tlenków siarki i azotu z gazów kominowych przy pomocy wiązki elektronów. Powstała stacja pilotowa radiacyjnego wiązki elektronów. Powstała stacja pilotowa radiacyjnego oczyszczania gazów w Elektrociepłowni Kawęczyn. W budowie jest oczyszczania gazów w Elektrociepłowni Kawęczyn. W budowie jest instalacja demonstracyjna o skali przemysłowej w EC Pomorzany instalacja demonstracyjna o skali przemysłowej w EC Pomorzany (jest to przedsięwzięcie wspierane finansowo przez Międzynarodową (jest to przedsięwzięcie wspierane finansowo przez Międzynarodową Agencję energii Atomowej w Wiedniu w ramach tzw. projektu Agencję energii Atomowej w Wiedniu w ramach tzw. projektu modelowego*).modelowego*).

* Model Projects - grupa projektów o najwyższym priorytecie MAEA* Model Projects - grupa projektów o najwyższym priorytecie MAEA ..



Techniki i technologie radiacyjne są poważną alternatywę dla Techniki i technologie radiacyjne są poważną alternatywę dla stosowania metod tradycyjnych. Pozwalają one na prowadzenie procesu stosowania metod tradycyjnych. Pozwalają one na prowadzenie procesu w sposób bezodpadowy (np. produktem ubocznym radiacyjnego w sposób bezodpadowy (np. produktem ubocznym radiacyjnego oczyszczania gazów kominowych jest surowiec do produkcji nawozów oczyszczania gazów kominowych jest surowiec do produkcji nawozów sztucznych) lub eliminację emisji substancji szkodliwych dla zdrowia i sztucznych) lub eliminację emisji substancji szkodliwych dla zdrowia i środowiska (np. tlenku etylenu i bromku metylu stosowanych do środowiska (np. tlenku etylenu i bromku metylu stosowanych do sterylizacji, dwusiarczku węgla stosowanego w produkcji włókien sterylizacji, dwusiarczku węgla stosowanego w produkcji włókien wiskozowych). W technologiach tych etap napromieniania produktu jest wiskozowych). W technologiach tych etap napromieniania produktu jest zwykle końcowym elementem procesu wytwórczego, w trakcie którego zwykle końcowym elementem procesu wytwórczego, w trakcie którego następuje jednocześnie jego sterylizacja. Takie połączenie procesu następuje jednocześnie jego sterylizacja. Takie połączenie procesu nadawania ostatecznych właściwości produktowi w jednym etapie z jego nadawania ostatecznych właściwości produktowi w jednym etapie z jego sterylizacją umożliwia dokonywanie tego zabiegu na produkcie już sterylizacją umożliwia dokonywanie tego zabiegu na produkcie już umieszczonym w handlowym opakowaniu. W ten sposób wytwarzane są umieszczonym w handlowym opakowaniu. W ten sposób wytwarzane są przede wszystkim materiały o jakości medycznej (hydrożele, opatrunki, przede wszystkim materiały o jakości medycznej (hydrożele, opatrunki, materiały biomedyczne, sprzęt jednorazowego użytku).materiały biomedyczne, sprzęt jednorazowego użytku).



Z powyższych względów w Polsce potrzebne jest podjęcie prac Z powyższych względów w Polsce potrzebne jest podjęcie prac badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych dotyczących sterylizacji badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych dotyczących sterylizacji leków i surowców do ich wytwarzania, sterylizacji przeszczepów i leków i surowców do ich wytwarzania, sterylizacji przeszczepów i implantów, sterylizacji opakowań (dla różnych zastosowań) oraz implantów, sterylizacji opakowań (dla różnych zastosowań) oraz żywności dla pacjentów o osłabionej odporności immunologicznej, żywności dla pacjentów o osłabionej odporności immunologicznej, radiacyjnej obróbki polimerów i biopolimerów oraz produkcji radiacyjnej obróbki polimerów i biopolimerów oraz produkcji biomateriałów medycznych nowej generacji. biomateriałów medycznych nowej generacji.

Niezmiernie istotne dla tak zarysowanego programu jest Niezmiernie istotne dla tak zarysowanego programu jest doskonalenie systemów dozymetrii technologicznej i systemów doskonalenie systemów dozymetrii technologicznej i systemów kontroli jakości. kontroli jakości.



Obecnie na świecie stosowanych jest około 800 akceleratorów do Obecnie na świecie stosowanych jest około 800 akceleratorów do radiacyjnej sterylizacji oraz do sieciowania polimerów i utwardzania radiacyjnej sterylizacji oraz do sieciowania polimerów i utwardzania powierzchni. Zapotrzebowanie krajowej służby zdrowia na sterylizację powierzchni. Zapotrzebowanie krajowej służby zdrowia na sterylizację sprzętu medycznego przekracza kilkakrotnie 10 mln sztuk w roku. W sprzętu medycznego przekracza kilkakrotnie 10 mln sztuk w roku. W kraju sterylizuje się 40 rodzajów wyrobów medycznych (m. in. kraju sterylizuje się 40 rodzajów wyrobów medycznych (m. in. nowoczesne opatrunki hydrożelowe), środków farmaceutycznych i nowoczesne opatrunki hydrożelowe), środków farmaceutycznych i biomateriałów dostarczanych przez kilkudziesięciu producentów. biomateriałów dostarczanych przez kilkudziesięciu producentów. Niektórzy z nich sondują możliwości eksportowe sterylizowanych Niektórzy z nich sondują możliwości eksportowe sterylizowanych radiacyjnie wyrobów do państw europejskich oraz do USA.radiacyjnie wyrobów do państw europejskich oraz do USA.

STAN DOCELOWY

Realizacja programu stworzy warunki do upowszechnienia Realizacja programu stworzy warunki do upowszechnienia zastosowań technik izotopowych i radiacyjnych, zwłaszcza w zastosowań technik izotopowych i radiacyjnych, zwłaszcza w dziedzinach związanych z ochroną zdrowia. Dotyczy to rozszerzenia dziedzinach związanych z ochroną zdrowia. Dotyczy to rozszerzenia oferty radiofarmaceutyków i materiałów medycznych oraz oferty radiofarmaceutyków i materiałów medycznych oraz wprowadzenia do produkcji nowej generacji akceleratorów wprowadzenia do produkcji nowej generacji akceleratorów terapeutycznych wraz z systemami kontroli bezpieczeństwa i jakości terapeutycznych wraz z systemami kontroli bezpieczeństwa i jakości napromieniania. Wiele z tych produktów zastąpi znacznie bardziej napromieniania. Wiele z tych produktów zastąpi znacznie bardziej kosztowny import.kosztowny import.

Rozszerzone zostaną możliwości usług w zakresie sterylizacji i Rozszerzone zostaną możliwości usług w zakresie sterylizacji i higienizacji produktów gotowych i surowców, w tym materiałów higienizacji produktów gotowych i surowców, w tym materiałów medycznych kosmetyków i żywności. medycznych kosmetyków i żywności.

STAN DOCELOWY

Nastąpi wdrożenie nowych technologii, w których wiązki Nastąpi wdrożenie nowych technologii, w których wiązki promieniowania jonizującego są elementem integralnym lub promieniowania jonizującego są elementem integralnym lub zastępują procesy, w trakcie których uwalniane są substancje zastępują procesy, w trakcie których uwalniane są substancje toksyczne lub niebezpieczne dla środowiska.toksyczne lub niebezpieczne dla środowiska.

Wprowadzenie do praktyki nowych technologii zostanie Wprowadzenie do praktyki nowych technologii zostanie przeprowadzone w sposób skoordynowany z rozwojem metod przeprowadzone w sposób skoordynowany z rozwojem metod kontroli dozymetrycznej procesu i kontroli jakości zgodnych z kontroli dozymetrycznej procesu i kontroli jakości zgodnych z normami europejskimi.normami europejskimi.

MEMBRAMY TREKOWE

W ostatnich latach nastąpił szybki postęp w zakresie wytwarzania i W ostatnich latach nastąpił szybki postęp w zakresie wytwarzania i zastosowania membran filtracyjnych w nowoczesnych zastosowania membran filtracyjnych w nowoczesnych biotechnologiach, medycynie, ochronie zdrowia, przemyśle biotechnologiach, medycynie, ochronie zdrowia, przemyśle farmaceutycznym, rolno-spożywczym, chemicznym a także w farmaceutycznym, rolno-spożywczym, chemicznym a także w mikroelektronice i przemyśle precyzyjnym. Szczególną rolę wśród mikroelektronice i przemyśle precyzyjnym. Szczególną rolę wśród tych materiałów pełnią membrany trekowe (MT) mogące służyć np. tych materiałów pełnią membrany trekowe (MT) mogące służyć np. do zatrzymywania bakterii i wyjaławiania płynów, należące do nowej do zatrzymywania bakterii i wyjaławiania płynów, należące do nowej klasy precyzyjnych materiałów filtracyjnych (ang. particle track klasy precyzyjnych materiałów filtracyjnych (ang. particle track membrane). W procesie produkcji MT wykorzystuje się degradujący membrane). W procesie produkcji MT wykorzystuje się degradujący wpływ promieniowania jonizującego na polimer. Cienkie folie (8 - wpływ promieniowania jonizującego na polimer. Cienkie folie (8 - 15mm) polietylenotereftalowe (PET), poliwęglanowe (PC), 15mm) polietylenotereftalowe (PET), poliwęglanowe (PC), polipropylenowe (PP) lub polietylenonaftalenowe (PEN) naświetla się polipropylenowe (PP) lub polietylenonaftalenowe (PEN) naświetla się wiązką ciężkich jonów przyspieszanych w cyklotronie lub wiązką wiązką ciężkich jonów przyspieszanych w cyklotronie lub wiązką elektronów z akceleratora liniowego.elektronów z akceleratora liniowego.

MEMBRAMY TREKOWE

W wielu miejscach na powierzchni folii powstają gniazda W wielu miejscach na powierzchni folii powstają gniazda wielojonizacyjne, czego skutkiem jest degradacja polimeru w tych wielojonizacyjne, czego skutkiem jest degradacja polimeru w tych punktach. Miejsca te można udrożnić poddając folię trawieniu punktach. Miejsca te można udrożnić poddając folię trawieniu chemicznemu odpowiednim agresywnym środkiem chemicznym. chemicznemu odpowiednim agresywnym środkiem chemicznym. Otrzymuje się w ten sposób cienkie perforowane folie z precyzyjnie Otrzymuje się w ten sposób cienkie perforowane folie z precyzyjnie określoną średnicą cylindrycznych mikroporów (kanalików) w określoną średnicą cylindrycznych mikroporów (kanalików) w zakresie 0.1 - 3.0 mm. Cechuje je gładkość powierzchni, wysoka zakresie 0.1 - 3.0 mm. Cechuje je gładkość powierzchni, wysoka odporność, stabilność chemiczna i termiczna, duża wytrzymałość odporność, stabilność chemiczna i termiczna, duża wytrzymałość mechaniczna oraz w przypadku folii wykonanych z PET także dobra mechaniczna oraz w przypadku folii wykonanych z PET także dobra odporność radiacyjna, co z kolei umożliwia radiacyjną sterylizację odporność radiacyjna, co z kolei umożliwia radiacyjną sterylizację biomedycznych wyrobów je zawierających. biomedycznych wyrobów je zawierających.

MEMBRAMY TREKOWE

Spośród biomedycznych zastosowań membran trekowych na Spośród biomedycznych zastosowań membran trekowych na uwagę zasługują nasadki filtracyjne na strzykawki skutecznie uwagę zasługują nasadki filtracyjne na strzykawki skutecznie zatrzymujące bakterie oraz wielowarstwowe opatrunki MT, które zatrzymujące bakterie oraz wielowarstwowe opatrunki MT, które również stanowią barierę przed wnikaniem bakterii, zapewniając również stanowią barierę przed wnikaniem bakterii, zapewniając zarazem przepływ powietrza i pary wodnej. W Europie prace w zarazem przepływ powietrza i pary wodnej. W Europie prace w zakresie membran trekowych prowadzone są m.in. w Laboratorium zakresie membran trekowych prowadzone są m.in. w Laboratorium Reakcji Jądrowych im. Florowa, Zjednoczonego Instytutu Badań Reakcji Jądrowych im. Florowa, Zjednoczonego Instytutu Badań Jądrowych (ZIBJ) w Dubnej (Rosja), Cyclopore - Whatman w Jądrowych (ZIBJ) w Dubnej (Rosja), Cyclopore - Whatman w Louvain-la-Neuve (Belgia), GANIL w Caen, GSI w Darmstadt Louvain-la-Neuve (Belgia), GANIL w Caen, GSI w Darmstadt (Niemcy), IChTJ w Warszawie (zwłaszcza w zakresie zastosowań). (Niemcy), IChTJ w Warszawie (zwłaszcza w zakresie zastosowań).

POLIMERY

to substancje chemiczne (zwane tworzywami sztucznymi lub to substancje chemiczne (zwane tworzywami sztucznymi lub plastykami) złożone z wielkich cząsteczek. Te duże makrocząsteczki plastykami) złożone z wielkich cząsteczek. Te duże makrocząsteczki składają się z mniejszych cząsteczek (monomerów), zbudowanych składają się z mniejszych cząsteczek (monomerów), zbudowanych głównie z węgla i wodoru, ale mogących zawierać również atomy chloru, głównie z węgla i wodoru, ale mogących zawierać również atomy chloru, krzemu, fluoru i siarki. Jeśli polimer składa się z fragmentów krzemu, fluoru i siarki. Jeśli polimer składa się z fragmentów jednakowych, to nazywany jest homopolimerem; jeśli z różnych - jednakowych, to nazywany jest homopolimerem; jeśli z różnych - kopolimerem. Oprócz podziału na naturalne (celuloza, białka, kauczuk kopolimerem. Oprócz podziału na naturalne (celuloza, białka, kauczuk naturalny) oraz syntetyczne, dzielimy je również na liniowe, rozgałęzione naturalny) oraz syntetyczne, dzielimy je również na liniowe, rozgałęzione (termoplastyczne) i usieciowane (utwardzalne) oraz na elastomery, (termoplastyczne) i usieciowane (utwardzalne) oraz na elastomery, termoplasty duroplasty. Termoplasty można dowolnie kształtować w termoplasty duroplasty. Termoplasty można dowolnie kształtować w wysokiej temperaturze nadając kształt, który pozostanie po ich wysokiej temperaturze nadając kształt, który pozostanie po ich schłodzeniu. Elastomery, po dużym odkształceniu mają w temperaturze schłodzeniu. Elastomery, po dużym odkształceniu mają w temperaturze pokojowej zdolność do prawie natychmiastowego powrotu do postaci pokojowej zdolność do prawie natychmiastowego powrotu do postaci pierwotnej. Duroplasty jednorazowo i nieodwracalnie przechodzą ze pierwotnej. Duroplasty jednorazowo i nieodwracalnie przechodzą ze stanu plastycznego w stan utwardzony, co zachodzi pod wpływem stanu plastycznego w stan utwardzony, co zachodzi pod wpływem ogrzewania, dodania utwardzaczy lub napromieniowania.ogrzewania, dodania utwardzaczy lub napromieniowania.

POLIMERY

UtwardzanieUtwardzanie jest wynikiem reakcji SIECIOWANIA, tj. jest wynikiem reakcji SIECIOWANIA, tj. nieodwracalnej reakcji chemicznej, w wyniku której nie połączone nieodwracalnej reakcji chemicznej, w wyniku której nie połączone między sobą liniowe lub rozgałęzione cząsteczki polimeru tworzą między sobą liniowe lub rozgałęzione cząsteczki polimeru tworzą trójwymiarową, przestrzennie usieciowaną makrocząsteczkę. trójwymiarową, przestrzennie usieciowaną makrocząsteczkę. Sieciowaniu mogą podlegać również elastomery.Sieciowaniu mogą podlegać również elastomery.

Najważniejszą grupą polimerów stosowaną jako tworzywa sztuczne Najważniejszą grupą polimerów stosowaną jako tworzywa sztuczne są POLIOLEFINY. Produkcja polietylenu, polipropylenu i polistyrenu są POLIOLEFINY. Produkcja polietylenu, polipropylenu i polistyrenu stanowi ok. 80% masy wszystkich produkowanych polimerów stanowi ok. 80% masy wszystkich produkowanych polimerów syntetycznych. Swą popularność zawdzięczają tanim surowcom syntetycznych. Swą popularność zawdzięczają tanim surowcom wyjściowym (ropa naftowa, gaz ziemny) i korzystnym właściwościom.wyjściowym (ropa naftowa, gaz ziemny) i korzystnym właściwościom.

POLIMERY

Modyfikacja PolimerówModyfikacja Polimerów

Podstawowym procesem zachodzącym w cząsteczce polimeru Podstawowym procesem zachodzącym w cząsteczce polimeru poddanego działaniu promieniowania jonizującego jest oderwanie poddanego działaniu promieniowania jonizującego jest oderwanie atomu wodoru (jako najsłabiej związanego atomu w polimerze). atomu wodoru (jako najsłabiej związanego atomu w polimerze). Reakcja ta jest nieodwracalna, oderwany wodór nie powraca już do Reakcja ta jest nieodwracalna, oderwany wodór nie powraca już do macierzystej cząsteczki lecz łączy się z innym oderwanym atomem macierzystej cząsteczki lecz łączy się z innym oderwanym atomem wodoru tworząc cząsteczkę H2. Obecność H2 (ok. 95%) wykazują wodoru tworząc cząsteczkę H2. Obecność H2 (ok. 95%) wykazują badania składu gazu powstającego nad cząsteczkami polimeru badania składu gazu powstającego nad cząsteczkami polimeru naświetlanego wiązką promieniowania jonizującego. Dalsze losy naświetlanego wiązką promieniowania jonizującego. Dalsze losy polimeru zależą od dawki promieniowania i od struktury łańcucha. polimeru zależą od dawki promieniowania i od struktury łańcucha.

POLIMERY

Modyfikacja PolimerówModyfikacja Polimerów

Dehydrogenacja powoduje degradację polimeru będącą skutkiem Dehydrogenacja powoduje degradację polimeru będącą skutkiem powstawania miejsc wolnorodnikowych (zdolnych do różnych reakcji powstawania miejsc wolnorodnikowych (zdolnych do różnych reakcji chemicznych) lub pękania łańcucha i powstawania chemicznych) lub pękania łańcucha i powstawania małocząsteczkowych fragmentów (rys.)[11]. Jest to zjawisko pożądane małocząsteczkowych fragmentów (rys.)[11]. Jest to zjawisko pożądane w przypadku sterylizacji materiałów, w trakcie której zachodzi proces w przypadku sterylizacji materiałów, w trakcie której zachodzi proces niszczenia łańcuchów biopolimerów (DNA) bakterii. Jednak to samo niszczenia łańcuchów biopolimerów (DNA) bakterii. Jednak to samo zjawisko zadecyduje o uszkodzeniu struktury DNA u człowieka, jeśli zjawisko zadecyduje o uszkodzeniu struktury DNA u człowieka, jeśli dawka promieniowania będzie zbyt duża. W niektórych przypadkach dawka promieniowania będzie zbyt duża. W niektórych przypadkach syntetycznych polimerów degradacja też może być korzystna, jak to jest syntetycznych polimerów degradacja też może być korzystna, jak to jest w przypadku teflonu. W wyniku degradacji radiacyjnej uzyskuje się z w przypadku teflonu. W wyniku degradacji radiacyjnej uzyskuje się z niego materiał o wyjątkowych właściwościach smarnych. Innym niego materiał o wyjątkowych właściwościach smarnych. Innym sposobem wykorzystania degradujących właściwości promieniowania sposobem wykorzystania degradujących właściwości promieniowania jonizującego jest wytwarzanie perforacji w foliach i membranach jonizującego jest wytwarzanie perforacji w foliach i membranach polimerowych, zwanych membranami trekowymipolimerowych, zwanych membranami trekowymi ..

POLIMERY Modyfikacja PolimerówModyfikacja Polimerów

Rys. Wpływ promieniowania jonizującego na cząsteczki polimeru. a) odrywanie atomów wodoru, b) degradacja cząsteczek http://kwark.if.pw.edu.pl


Z drugiej strony powstające w wyniku odłączania atomów wodoru Z drugiej strony powstające w wyniku odłączania atomów wodoru lokalne destrukcje w łańcuchach mogą się przyczynić do łączenia się lokalne destrukcje w łańcuchach mogą się przyczynić do łączenia się sąsiednich łańcuchów (tzw. sieciowania). Nowa konfiguracja sąsiednich łańcuchów (tzw. sieciowania). Nowa konfiguracja cząsteczkowa istotnie wpływa na właściwości tak zmodyfikowanego cząsteczkowa istotnie wpływa na właściwości tak zmodyfikowanego polimeru. Radiacyjne sieciowanie polimerów ma zatem zadanie polimeru. Radiacyjne sieciowanie polimerów ma zatem zadanie utworzenie nowego materiału o pewnych pożądanych utworzenie nowego materiału o pewnych pożądanych właściwościach. Typowym przykładem jest polepszanie struktury i właściwościach. Typowym przykładem jest polepszanie struktury i własności polietylenu stosowanego do wyrobu sprzętu medycznego własności polietylenu stosowanego do wyrobu sprzętu medycznego jednorazowego użytku oraz wytwarzanie materiałów jednorazowego użytku oraz wytwarzanie materiałów termokurczliwych (wykorzystywanych w produkcji rurek i taśm termokurczliwych (wykorzystywanych w produkcji rurek i taśm termokurczliwych). termokurczliwych).


Materiały te mają właściwość "zapamiętywania kształtu", tj. Materiały te mają właściwość "zapamiętywania kształtu", tj. przybierania w wyniku ogrzania formy nadanej im wcześniej w fazie przybierania w wyniku ogrzania formy nadanej im wcześniej w fazie produkcji, choć później odpowiednio zmienionej. Cały czas prowadzi produkcji, choć później odpowiednio zmienionej. Cały czas prowadzi się badania nad otrzymaniem polimerów odpornych radiacyjnie, które się badania nad otrzymaniem polimerów odpornych radiacyjnie, które mogą znaleźć zastosowanie w technologiach kosmicznych, mogą znaleźć zastosowanie w technologiach kosmicznych, energetyce jądrowej oraz w produkcji sprzętu medycznego i energetyce jądrowej oraz w produkcji sprzętu medycznego i opakowań sterylizowanych radiacyjnie. Ciekawym przykładem opakowań sterylizowanych radiacyjnie. Ciekawym przykładem wykorzystania omawianych technik jest połączenie sterylizacji wykorzystania omawianych technik jest połączenie sterylizacji radiacyjnej przylepców medycznych z korzystną modyfikacją radiacyjnej przylepców medycznych z korzystną modyfikacją właściwości użytkowych klejów poliakrylowych. właściwości użytkowych klejów poliakrylowych.

POLIMERY

Na zakończenie należy wspomnieć, iż długotrwały proces Na zakończenie należy wspomnieć, iż długotrwały proces napromieniowywania dawką znacznie przekraczającą potrzeby napromieniowywania dawką znacznie przekraczającą potrzeby obróbki radiacyjnej doprowadza polimer, niezależnie od temperatury, obróbki radiacyjnej doprowadza polimer, niezależnie od temperatury, do zwęglenia radiacyjnego, tj. całkowitego odwodornienia. Z tego do zwęglenia radiacyjnego, tj. całkowitego odwodornienia. Z tego powodu, zdaniem prof. Zbigniewa P. Zagórskiego, "nie ma powodu, zdaniem prof. Zbigniewa P. Zagórskiego, "nie ma możliwości transferu jakiegokolwiek życia z kosmosu ani życia możliwości transferu jakiegokolwiek życia z kosmosu ani życia zorganizowanego z przestrzeni planetarnych, i odwrotnie [...]". zorganizowanego z przestrzeni planetarnych, i odwrotnie [...]".

HIGIENA MEDYCZNA

Zachowanie higieny medycznej,Zachowanie higieny medycznej, której celem jest zapobieganie której celem jest zapobieganie zakażeniom i przenoszeniu przez pacjentów chorób epidemicznych zakażeniom i przenoszeniu przez pacjentów chorób epidemicznych ze szpitali, możliwe jest dzięki utrzymaniu w warunkach sterylnych do ze szpitali, możliwe jest dzięki utrzymaniu w warunkach sterylnych do momentu kontaktu z pacjentem wszelkich utensyliów służących do momentu kontaktu z pacjentem wszelkich utensyliów służących do wykonywania zabiegów, leków i odżywek. Z uwagi na ogromne wykonywania zabiegów, leków i odżywek. Z uwagi na ogromne wymogi zachowania sterylności i niewystarczająco dobre klasyczne wymogi zachowania sterylności i niewystarczająco dobre klasyczne metody sterylizacyjne produkuje się sprzęt i materiały jednorazowego metody sterylizacyjne produkuje się sprzęt i materiały jednorazowego użytku z materiałów, które choć nie wytrzymują obróbki termicznej, użytku z materiałów, które choć nie wytrzymują obróbki termicznej, świetnie spisują się podczas sterylizacji radiacyjnej. świetnie spisują się podczas sterylizacji radiacyjnej.

HIGIENA MEDYCZNA

Zachowanie higieny medycznejZachowanie higieny medycznej

Radiacyjna sterylizacja materiałów i sprzętu medycznego Radiacyjna sterylizacja materiałów i sprzętu medycznego jednorazowego użytku oraz w mniejszej skali - biologicznych tkanek jednorazowego użytku oraz w mniejszej skali - biologicznych tkanek (przeszczepy kostne, chrząstkowe i skórne) jest procesem (przeszczepy kostne, chrząstkowe i skórne) jest procesem prowadzonym w celu zabicia drobnoustrojów i ich form prowadzonym w celu zabicia drobnoustrojów i ich form przetrwalnikowych. Wykorzystuje się tu fakt, iż promieniowanie przetrwalnikowych. Wykorzystuje się tu fakt, iż promieniowanie jonizujące w odpowiednio dobranej dawce niszczy helisy DNA jonizujące w odpowiednio dobranej dawce niszczy helisy DNA żywych organizmów. żywych organizmów.

HIGIENA MEDYCZNA


To samo promieniowanie ma też oczywiście możliwości To samo promieniowanie ma też oczywiście możliwości modyfikowania, poprawiania lub pogarszania właściwości modyfikowania, poprawiania lub pogarszania właściwości syntetycznych polimerów (modyfikacja polimerów). I tak na przykład syntetycznych polimerów (modyfikacja polimerów). I tak na przykład polietylen wytrzymuje dawki znacznie większe niż wymagane przy polietylen wytrzymuje dawki znacznie większe niż wymagane przy sterylizacji, a nawet poprawia swoje właściwości, gdyż pod wpływem sterylizacji, a nawet poprawia swoje właściwości, gdyż pod wpływem promieniowania następuje sieciowanie. Polipropylen zaś nie dość, że promieniowania następuje sieciowanie. Polipropylen zaś nie dość, że nie sieciuje, to dodatkowo ulega degradacji już przy zastosowaniu nie sieciuje, to dodatkowo ulega degradacji już przy zastosowaniu dawek sterylizacyjnych. Dlatego w celu uniknięcia uszkodzeń dawek sterylizacyjnych. Dlatego w celu uniknięcia uszkodzeń radiacyjnych do sterylizacji wybiera się polimery odporne na radiacyjnych do sterylizacji wybiera się polimery odporne na promieniowanie. Ma to również ogromne znaczenie w produkcji promieniowanie. Ma to również ogromne znaczenie w produkcji opakowań stosowanych w przemyśle farmaceutycznym. opakowań stosowanych w przemyśle farmaceutycznym.

HIGIENA MEDYCZNA


Metoda radiacyjna jest konkurencyjna w porównaniu z metodami Metoda radiacyjna jest konkurencyjna w porównaniu z metodami tradycyjnymi, np. stawianą za wzór metodą sterylizacji chemicznej tradycyjnymi, np. stawianą za wzór metodą sterylizacji chemicznej tlenkiem etylenu. Bakteriobójcze własności tlenku etylenu tłumaczy tlenkiem etylenu. Bakteriobójcze własności tlenku etylenu tłumaczy się jego dużą reaktywnością. Tymczasem może on reagować także z się jego dużą reaktywnością. Tymczasem może on reagować także z powierzchnią przedmiotu sterylizowanego. Stosowanie mieszanek powierzchnią przedmiotu sterylizowanego. Stosowanie mieszanek gazowych tlenku etylenu i innych gazów pełniących dodatkowe gazowych tlenku etylenu i innych gazów pełniących dodatkowe funkcje może powodować nie tylko wyjałowienie materiału, ale także funkcje może powodować nie tylko wyjałowienie materiału, ale także wytworzenie na jego powierzchni bakteriobójczych związków, które wytworzenie na jego powierzchni bakteriobójczych związków, które mogą zakłócić badania mikrobiologiczne, wyjaławiając badaną mogą zakłócić badania mikrobiologiczne, wyjaławiając badaną substancję. substancję.

HIGIENA MEDYCZNA


Metody sterylizacji radiacyjnej posiadają cały szereg zupełnie Metody sterylizacji radiacyjnej posiadają cały szereg zupełnie unikalnych zalet takich jak: niezawodność, szybkość procesu, brak unikalnych zalet takich jak: niezawodność, szybkość procesu, brak szkodliwych pozostałości po obróbce, możliwość sterylizacji wyrobów szkodliwych pozostałości po obróbce, możliwość sterylizacji wyrobów w opakowaniach zbiorczych. Są bezpieczne nie wywołują w opakowaniach zbiorczych. Są bezpieczne nie wywołują radioaktywności w napromieniowanym produkcie. Czynnikiem radioaktywności w napromieniowanym produkcie. Czynnikiem sterylizującym mogą być przyspieszone elektrony lub promieniowanie sterylizującym mogą być przyspieszone elektrony lub promieniowanie gamma źródeł kobaltowych. Ze względu na swoje zalety radiacyjne gamma źródeł kobaltowych. Ze względu na swoje zalety radiacyjne metody sterylizacji znalazły uznanie producentów na całym świecie i z metody sterylizacji znalazły uznanie producentów na całym świecie i z powodzeniem konkurują z innymi metodami wyjaławiania. powodzeniem konkurują z innymi metodami wyjaławiania.

HIGIENA MEDYCZNA


W Polsce jedynym ośrodkiem wykonującym sterylizację radiacyjną W Polsce jedynym ośrodkiem wykonującym sterylizację radiacyjną jest Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, w którym jest Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, w którym wykorzystuje się do tego celu dwa akceleratory elektronów. wykorzystuje się do tego celu dwa akceleratory elektronów. Ciekawostką są wyniki badań, w które zaangażowany jest m.in. Ciekawostką są wyniki badań, w które zaangażowany jest m.in. IChTJ, nad możliwością zastosowania sterylizacji radiacyjnej IChTJ, nad możliwością zastosowania sterylizacji radiacyjnej wyrobów medycznych zawierających kleje poliakrylowe.wyrobów medycznych zawierających kleje poliakrylowe.

MATERIAŁY TERMOKURCZLIWE

Polietylen z grupy poliolefin napromieniowany Polietylen z grupy poliolefin napromieniowany wysokoenergetycznymi elektronami ulega sieciowaniu. Jeżeli taki wysokoenergetycznymi elektronami ulega sieciowaniu. Jeżeli taki usieciowany materiał zostanie podgrzany powyżej temperatury usieciowany materiał zostanie podgrzany powyżej temperatury topnienia fazy krystalicznej, będzie wykazywał dużą elastyczność. To topnienia fazy krystalicznej, będzie wykazywał dużą elastyczność. To z kolei umożliwia rozciąganie go w tej temperaturze, zwiększanie jego z kolei umożliwia rozciąganie go w tej temperaturze, zwiększanie jego rozmiarów geometrycznych lub nadawanie dowolnych kształtów, rozmiarów geometrycznych lub nadawanie dowolnych kształtów, które zostaną zachowane jeśli materiał w tym stanie zostanie które zostaną zachowane jeśli materiał w tym stanie zostanie ochłodzony. Ponowne ogrzanie tak przygotowanego polietylenu ochłodzony. Ponowne ogrzanie tak przygotowanego polietylenu spowoduje, że skurczy się on do pierwotnych rozmiarów, jakie miał w spowoduje, że skurczy się on do pierwotnych rozmiarów, jakie miał w momencie sieciowania. Ta własność polietylenu nosi nazwę "pamięci momencie sieciowania. Ta własność polietylenu nosi nazwę "pamięci kształtu" wykorzystywanej od kilkudziesięciu lat w najróżniejszych kształtu" wykorzystywanej od kilkudziesięciu lat w najróżniejszych wariantach zwłaszcza do produkcji termokurczliwych folii, taśm i rur. wariantach zwłaszcza do produkcji termokurczliwych folii, taśm i rur.


Źródło: http://kwark.if.pw.edu.pl


Taśmy, folie i rurki po obkurczeniu termicznym ściśle przylegają do Taśmy, folie i rurki po obkurczeniu termicznym ściśle przylegają do podłoża przyjmując jego kształt. (Do obkurczania przeważnie podłoża przyjmując jego kształt. (Do obkurczania przeważnie stosowane są palniki gazowe, dmuchawy z gorącym powietrzem i stosowane są palniki gazowe, dmuchawy z gorącym powietrzem i promienniki podczerwieni.) Charakteryzują się wysoką odpornością promienniki podczerwieni.) Charakteryzują się wysoką odpornością na działanie czynników chemicznych, biologicznych i na działanie czynników chemicznych, biologicznych i atmosferycznych. Stosuje się je np. do zabezpieczania elementów atmosferycznych. Stosuje się je np. do zabezpieczania elementów konstrukcyjnych narażonych na ścieranie, uszkodzenia mechaniczne konstrukcyjnych narażonych na ścieranie, uszkodzenia mechaniczne i korozje, także jako elementy elektroizolacyjne. Wykorzystuje się je i korozje, także jako elementy elektroizolacyjne. Wykorzystuje się je również do łączenia elementów wykonanych z innych materiałów jak również do łączenia elementów wykonanych z innych materiałów jak metalowe, szklane, plastykowe, gumowe rurki i pręty. Dzięki swym metalowe, szklane, plastykowe, gumowe rurki i pręty. Dzięki swym właściwościom znalazły zastosowanie w warsztatach domowych i właściwościom znalazły zastosowanie w warsztatach domowych i zakładowych, w laboratoriach, w elektrotechnice, elektronice, zakładowych, w laboratoriach, w elektrotechnice, elektronice, telekomunikacji, w przemyśle maszynowym i elektromaszynowym.telekomunikacji, w przemyśle maszynowym i elektromaszynowym.

MATERIAŁY OPAKOWANIOWE

Osobne miejsce w obszarze zastosowań technik radiacyjnych Osobne miejsce w obszarze zastosowań technik radiacyjnych zajmuje produkcja materiałów, z których wytwarza się materiały zajmuje produkcja materiałów, z których wytwarza się materiały opakowaniowe dla przemysłu medycznego, farmaceutycznego i opakowaniowe dla przemysłu medycznego, farmaceutycznego i spożywczego. Działania w zakresie higienizacji żywności oraz spożywczego. Działania w zakresie higienizacji żywności oraz sterylizacji materiałów i produktów biomedycznych znacząco sterylizacji materiałów i produktów biomedycznych znacząco podniosły wymagania odnośnie materiałów opakowaniowych. podniosły wymagania odnośnie materiałów opakowaniowych.

Obecnie zamiennie stosuje się sterylizację radiacyjną i gazową. To Obecnie zamiennie stosuje się sterylizację radiacyjną i gazową. To wymusza konieczność produkcji opakowań uniwersalnych, które wymusza konieczność produkcji opakowań uniwersalnych, które będą odporne na promieniowanie jonizujące, a także na agresywne będą odporne na promieniowanie jonizujące, a także na agresywne gazy zapewniając im przepuszczalność przy jednoczesnej gazy zapewniając im przepuszczalność przy jednoczesnej bakterioszczelności. bakterioszczelności.


Rozpatruje się m.in. wykorzystanie promieniowania gamma do Rozpatruje się m.in. wykorzystanie promieniowania gamma do wytwarzania powłok z roztworów proteinowych, obróbkę materiałów wytwarzania powłok z roztworów proteinowych, obróbkę materiałów opakowaniowych przy wykorzystaniu wiązki elektronów, analizę przy opakowaniowych przy wykorzystaniu wiązki elektronów, analizę przy użyciu metod chromatograficznych produktów radiolizy w tych użyciu metod chromatograficznych produktów radiolizy w tych materiałów. materiałów.

MATERIAŁY OPAKOWANIOWESterylizacjaSterylizacja

Działania w zakresie higienizacji żywności oraz sterylizacji Działania w zakresie higienizacji żywności oraz sterylizacji materiałów i produktów biomedycznych znacząco podniosły materiałów i produktów biomedycznych znacząco podniosły wymagania odnośnie materiałów opakowaniowych. wymagania odnośnie materiałów opakowaniowych.

Obecnie zamiennie stosuje się sterylizację radiacyjną i gazową. To Obecnie zamiennie stosuje się sterylizację radiacyjną i gazową. To wymusza konieczność produkcji opakowań uniwersalnych, które wymusza konieczność produkcji opakowań uniwersalnych, które będą odporne na promieniowanie jonizujące, a także na agresywne będą odporne na promieniowanie jonizujące, a także na agresywne gazy zapewniając im przepuszczalność przy jednoczesnej gazy zapewniając im przepuszczalność przy jednoczesnej bakterioszczelności. Rozpatruje się m.in. wykorzystanie bakterioszczelności. Rozpatruje się m.in. wykorzystanie promieniowania gamma do wytwarzania powłok z roztworów promieniowania gamma do wytwarzania powłok z roztworów proteinowych, obróbkę materiałów opakowaniowych przy proteinowych, obróbkę materiałów opakowaniowych przy wykorzystaniu wiązki elektronów, analizę przy użyciu metod wykorzystaniu wiązki elektronów, analizę przy użyciu metod chromatograficznych produktów radiolizy w tych materiałów. chromatograficznych produktów radiolizy w tych materiałów.


Sieciowanie folii polietylenowejSieciowanie folii polietylenowej

powstały w ten sposób produkt powstały w ten sposób produkt odznacza się pamięcią kształtuodznacza się pamięcią kształtu

Wykorzystanie:Wykorzystanie: pokrywanie złącz lutowanychpokrywanie złącz lutowanych pokrywanie wtykówpokrywanie wtyków jako izolacja elektrycznajako izolacja elektryczna pakowanie żywnościpakowanie żywności

Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

Wytwarzanie materiałów do opakowańWytwarzanie materiałów do opakowań

KLEJE POLIAKRYLOWE

Badania, których celem było opracowanie nowej generacji wodnych, Badania, których celem było opracowanie nowej generacji wodnych, poliakrylowych klejów samoprzylepnych o znaczeniu medycznym, poliakrylowych klejów samoprzylepnych o znaczeniu medycznym, przeprowadzone zostały przy współpracy Instytutu Chemii przeprowadzone zostały przy współpracy Instytutu Chemii Przemysłowej w Warszawie, Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej w Przemysłowej w Warszawie, Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie oraz Zakładów Chemicznych "Viscoplast" z Wrocławia. Warszawie oraz Zakładów Chemicznych "Viscoplast" z Wrocławia.

KLEJE POLIAKRYLOWE

O właściwościach kleju decyduje dobór monomerów O właściwościach kleju decyduje dobór monomerów zapewniających elastyczność (związki zmiękczające) i wytrzymałość zapewniających elastyczność (związki zmiękczające) i wytrzymałość (związki utwardzające). Przylepce medyczne powinny posiadać (związki utwardzające). Przylepce medyczne powinny posiadać odpowiednie wartości trzech parametrów charakteryzujących ich odpowiednie wartości trzech parametrów charakteryzujących ich przydatność i jakość: adhezji, kohezji i lepności. Adhezja decyduje o przydatność i jakość: adhezji, kohezji i lepności. Adhezja decyduje o tym, czy plaster dobrze przylega do skóry pacjenta, kohezja o tym, tym, czy plaster dobrze przylega do skóry pacjenta, kohezja o tym, czy klej po oderwaniu plastra pozostaje na przylepcu, nie zaś na czy klej po oderwaniu plastra pozostaje na przylepcu, nie zaś na skórze, lepność zaś o tym, jak szybko plaster przyklei się do podłoża. skórze, lepność zaś o tym, jak szybko plaster przyklei się do podłoża. Wyprodukowanie kleju o właściwych proporcjach pomiędzy tymi Wyprodukowanie kleju o właściwych proporcjach pomiędzy tymi trzema parametrami jest procesem bardzo skomplikowanym. trzema parametrami jest procesem bardzo skomplikowanym. Dodatkowo, jako że mowa jest o przylepcach medycznych, należy Dodatkowo, jako że mowa jest o przylepcach medycznych, należy liczyć się z koniecznością ich sterylizacji, która może mieć znaczący liczyć się z koniecznością ich sterylizacji, która może mieć znaczący wpływ na właściwości kleju. wpływ na właściwości kleju.

KLEJE POLIAKRYLOWE W pracach prowadzonych przez naukowców z wymienionych instytutów, W pracach prowadzonych przez naukowców z wymienionych instytutów,

zbadano możliwość zastosowania sterylizacji radiacyjnej (wykorzystano zbadano możliwość zastosowania sterylizacji radiacyjnej (wykorzystano liniowe akceleratory elektronów LAE-13/9 i UELV-10-10 znajdujące się w liniowe akceleratory elektronów LAE-13/9 i UELV-10-10 znajdujące się w Zakładzie Chemii i Techniki Radiacyjnej). Z uwagi na to, że polimery Zakładzie Chemii i Techniki Radiacyjnej). Z uwagi na to, że polimery poliakrylowe są nieodporne radiacyjnie spodziewano się pogorszenia poliakrylowe są nieodporne radiacyjnie spodziewano się pogorszenia właściwości klejów. Wyniki jednak okazały się zaskakujące, gdyż przy nie właściwości klejów. Wyniki jednak okazały się zaskakujące, gdyż przy nie zmienionej praktycznie adhezji udało się znakomicie poprawić ich kohezję. zmienionej praktycznie adhezji udało się znakomicie poprawić ich kohezję. Tak więc w jednym procesie technologicznym uzyskano dwa pożądane Tak więc w jednym procesie technologicznym uzyskano dwa pożądane efekty: sterylizację wraz z korzystną modyfikacją właściwości użytkowych efekty: sterylizację wraz z korzystną modyfikacją właściwości użytkowych materiału. Dodatkowe badania skupiły się wokół możliwości połączenia materiału. Dodatkowe badania skupiły się wokół możliwości połączenia procesów polimeryzacji chemicznej i polimeryzacji indukowanej procesów polimeryzacji chemicznej i polimeryzacji indukowanej radiacyjnie. W wyniku otrzymano klej o lepszej trwałości i wodoodporności, radiacyjnie. W wyniku otrzymano klej o lepszej trwałości i wodoodporności, co stwarza potencjalne możliwości wykorzystania technik radiacyjnych nie co stwarza potencjalne możliwości wykorzystania technik radiacyjnych nie tylko do końcowej obróbki kleju lecz również do syntezy klejów o tylko do końcowej obróbki kleju lecz również do syntezy klejów o szczególnych właściwościach. szczególnych właściwościach.

PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE A DZIEŁA SZTUKI

Nowe metody fizyko-chemiczne; techniki jądrowe ze względu na Nowe metody fizyko-chemiczne; techniki jądrowe ze względu na wysoką czułość umożliwiają szczegółowe rozpoznanie i identyfikację wysoką czułość umożliwiają szczegółowe rozpoznanie i identyfikację materiału, z którego został wykonany badany obiekt:materiału, z którego został wykonany badany obiekt:Prezentacja izotopowego aparatu mierzącego zawartość ołowiu w Prezentacja izotopowego aparatu mierzącego zawartość ołowiu w szkle, poziom ołowiu świadczy o wieku i pochodzeniu szkła, szkle, poziom ołowiu świadczy o wieku i pochodzeniu szkła, możliwość przyniesienia i zmierzenia własnego naczynia ze szkła, możliwość przyniesienia i zmierzenia własnego naczynia ze szkła, komora do obserwacji fluorescencji szkła w świetle ultrafioletowym.komora do obserwacji fluorescencji szkła w świetle ultrafioletowym.Prezentacja zasady działania i przykłady zastosowania techniki Prezentacja zasady działania i przykłady zastosowania techniki autoradiografii neutronowej stosowanej do badań autentyczności autoradiografii neutronowej stosowanej do badań autentyczności dzieł sztuki. Metoda ta była stosowana m.in. do weryfikacji dzieł sztuki. Metoda ta była stosowana m.in. do weryfikacji autentyczności "Portretu weneckiego admirała" Jacopo Tintoretto, ze autentyczności "Portretu weneckiego admirała" Jacopo Tintoretto, ze zbiorów Muzeum Narodowego w Warszawie. zbiorów Muzeum Narodowego w Warszawie.

PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE W SŁUŻBIE PRZEMYSŁU

Promieniowanie jonizujące jest stosowane do produkcji wielu Promieniowanie jonizujące jest stosowane do produkcji wielu przedmiotów użytku codziennego. Prezentacja metody produkcji przedmiotów użytku codziennego. Prezentacja metody produkcji następujących przedmiotów:następujących przedmiotów:Taśmy termokurczliwe które kurczą się po podgrzaniu. Służą one np. Taśmy termokurczliwe które kurczą się po podgrzaniu. Służą one np. do izolacji przewodów elektrycznych. Możliwość samodzielnego do izolacji przewodów elektrycznych. Możliwość samodzielnego podgrzania taśmy przy pomocy małej dmuchawy elektrycznej. podgrzania taśmy przy pomocy małej dmuchawy elektrycznej. Membrany trekowe. Membrany o otworach wielkości 0,22 mikronów Membrany trekowe. Membrany o otworach wielkości 0,22 mikronów zatrzymują bakterie i służą do wyjaławiania płynów. Mozliwość zatrzymują bakterie i służą do wyjaławiania płynów. Mozliwość filtrowania emulsji przez mały filtr strzykawkowy. Prezentacja filtrowania emulsji przez mały filtr strzykawkowy. Prezentacja akwarium z zanieczyszczoną wodą, która będzie czyszczona przez akwarium z zanieczyszczoną wodą, która będzie czyszczona przez filtrowanie. filtrowanie.


Napromieniowane tworzywo łatwo daje się Napromieniowane tworzywo łatwo daje się wytłaczać, a brak pokrycia lakierowego wytłaczać, a brak pokrycia lakierowego zmniejsza problemy zanieczyszczenia zmniejsza problemy zanieczyszczenia środowiska w procesie produkcjiśrodowiska w procesie produkcji

zmniejszenie ich objętości pozwala na zmniejszenie ich objętości pozwala na szerokie zastosowanie wyprodukowanych szerokie zastosowanie wyprodukowanych kablikabli

wydłużony czas eksploatacji wydłużony czas eksploatacji podwyższonych temperaturachpodwyższonych temperaturach

podwyższenie wytrzymałości dielektrycznejpodwyższenie wytrzymałości dielektrycznej


Wytwarzanie kabliWytwarzanie kabli



Zmniejsza się w ten sposób Zmniejsza się w ten sposób zapotrzebowanie na energię zapotrzebowanie na energię elektrycznąelektryczną

długość linii produkcyjnej 3mdługość linii produkcyjnej 3m

duża wydajność (100m/ min)duża wydajność (100m/ min)

proces przebiega bardzo szybko (0,1 proces przebiega bardzo szybko (0,1 - 1s)- 1s)

procesowi nie towarzyszy procesowi nie towarzyszy wydzielanie ciepławydzielanie ciepła

Utwardzanie powłokUtwardzanie powłok



Degradacja odpadów teflonowych Degradacja odpadów teflonowych na skalę przemysłowąna skalę przemysłową

Degradacja drewnaDegradacja drewna

Niszczenie insektów, grzybów i Niszczenie insektów, grzybów i bakterii w wiórach drzewnychbakterii w wiórach drzewnych

Możliwość wykorzystania tej Możliwość wykorzystania tej techniki w papierniachtechniki w papierniach

Degradacja radiacyjnaDegradacja radiacyjna



Rodzaje obróbek radiacyjnych i wymagane dawkiRodzaje obróbek radiacyjnych i wymagane dawki

PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE NAS OTACZA

Jesteśmy stale narażeni na działanie niskiego, naturalnego tła Jesteśmy stale narażeni na działanie niskiego, naturalnego tła promieniowania jonizującego z gleby i kosmosu. Ustawienie radiometru, promieniowania jonizującego z gleby i kosmosu. Ustawienie radiometru, który będzie stale pokazywał poziom tła promieniowania. Wiele który będzie stale pokazywał poziom tła promieniowania. Wiele produktów codziennego użytku promieniuje. Prezentacja zegarka ze produktów codziennego użytku promieniuje. Prezentacja zegarka ze świecącym cyferblatem oraz naturalnie promieniotwórczych minerałów, świecącym cyferblatem oraz naturalnie promieniotwórczych minerałów, których aktywność będzie można mierzyć licznikiem Geigera-Müllera. których aktywność będzie można mierzyć licznikiem Geigera-Müllera. Każdy uczestnik pikniku będzie mógł sprawdzić, czy jego zegarek jest Każdy uczestnik pikniku będzie mógł sprawdzić, czy jego zegarek jest promieniotwórczy. Zainteresowani będą mogli dowiedzieć się jak groźne promieniotwórczy. Zainteresowani będą mogli dowiedzieć się jak groźne dla zdrowia jest narażenie na promieniowanie.dla zdrowia jest narażenie na promieniowanie.Dorosły człowiek zawiera około 200 gramów potasu który wstępuje w Dorosły człowiek zawiera około 200 gramów potasu który wstępuje w postaci izotopów K-39, K-40 i K-41. Izotop K-40, którego zawartość postaci izotopów K-39, K-40 i K-41. Izotop K-40, którego zawartość wynosi 0,012% ma czas połowicznego rozpadu 1,28x109 lat i jest wynosi 0,012% ma czas połowicznego rozpadu 1,28x109 lat i jest promieniotwórczy. Prezentacja około 400 g dostępnego w handlu promieniotwórczy. Prezentacja około 400 g dostępnego w handlu chlorku potasu (odpowiednik około 200 g potasu) którego aktywność chlorku potasu (odpowiednik około 200 g potasu) którego aktywność będzie można mierzyć licznikiem Geigera-Müllera.będzie można mierzyć licznikiem Geigera-Müllera.


Urządzenia pomiaroweUrządzenia pomiarowe

Fluorescence analyser AF - 30Fluorescence analyser AF - 30

Mining radiometer RGR - 40Mining radiometer RGR - 40

Portable radon concentration gauge RM - 1Portable radon concentration gauge RM - 1

Airborne Dust Concentration Gauge AMIZ - 2000Airborne Dust Concentration Gauge AMIZ - 2000

Źródło: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych




Analyzed elements all elements with atomic number not lower than 16Analyzed samples solid, liguids, powdered, placed in sample holderMeasuring time 10, 30, 60, 120, 300 secradiation source Cd- 109, Pu- 238, Am- 241, Fe- 55, exchangeableradiation detector proportional counterDimensions: 190 x 220 x 380 mmMains voltage: 220V + 10% - 15%, 50 Hz

Ambient temperature +50 - +400C

Basic technical data

Urządzenie służące do rejestracji danych ich zapamiętywania i Urządzenie służące do rejestracji danych ich zapamiętywania i przetwarzania.przetwarzania.

Dane przechowywane mogą sięgać rzędu 16 parametrówDane przechowywane mogą sięgać rzędu 16 parametrów

możliwość bezpośredniego drukowania zapisanych w pamięci danychmożliwość bezpośredniego drukowania zapisanych w pamięci danych

posiada wyjście umożliwiające łączenie danych do pamięci komputeraposiada wyjście umożliwiające łączenie danych do pamięci komputera

Fluorescence analyser AF - 30Fluorescence analyser AF - 30

PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE NAS OTACZA Urządzenia pomiaroweUrządzenia pomiarowe


Air flow through the filter 21/ min

Air filter r 20 mm fiber glass, 50 g/m2

Measuring method Markov measuring cycle 15 min including 5 min pumping time

radiation detector 300 mm2, si with surface barrierSensitivity 0,05 WLdtection efficiency =, 25%

Technical dataMining radiometerMining radiometer

RGR - 40RGR - 40

Posiada certyfikat jakości wg polskiej sygnatury Gx- 195/95Posiada certyfikat jakości wg polskiej sygnatury Gx- 195/95

wykorzystuje promieniowanie alfawykorzystuje promieniowanie alfa

rejestruje obecność: RaA (Po- 218), RaB (Pb- 214), RaC (RaC’) (Bi- rejestruje obecność: RaA (Po- 218), RaB (Pb- 214), RaC (RaC’) (Bi- 214)214)

wbudowany mikroprocesor pozwala na rejestracje i przechowywanie wbudowany mikroprocesor pozwala na rejestracje i przechowywanie danych w pamięcidanych w pamięci

serial port RS232Cserial port RS232C




Radiation detector 0,17 l Lucas cell

Detection limit 11 Bq/ m3 at counting time 60 min

Measuring sensitivity 45 (Bq/ m3)/ 1(cpm)Time of measurement 1 - 99 minMeasurements repetition number 1 - 999,9Number of measurements stored in gauge memory 16000

Measuring range of radon concentration 11 - 1000000 Bq/m3

Measuring range of atmospheric pressure 800 - 1050 hPa

Measuring range of ambient temperature +150 - +700CMeasuring range of relative humidity 0% - 100%Serial port RS232cPower supply 6V/4,3 Ah, Cd-Ni battery

Basic technical parameters

Pomiar koncentracji radonu, temp. powietrza, ciśnienie, wilgotnośćPomiar koncentracji radonu, temp. powietrza, ciśnienie, wilgotność

zachowuje dane w pamięcizachowuje dane w pamięci

Portable radon Portable radon concentration gaugeconcentration gauge RM - 1RM - 1

BIBLIOGRAFIA

http://kwark.http://kwark.ifif..pwpw..eduedu..plpl

http://http://wwwwww..paapaa..govgov..plpl//

http://http://wwwwww..ichtjichtj..wawwaw..plpl//

http://http://wwwwww..clorclor..wawwaw..plpl//

http://http://wwwwww..aghagh..eduedu..plpl//

http://wiem.http://wiem.onetonet..plpl//

http://www.paa.gov.plhttp://www.paa.gov.pl

Praca zbiorowa pod redakcją A.Z. Hrynkiewicza i E. Rokity. Fizyczne Praca zbiorowa pod redakcją A.Z. Hrynkiewicza i E. Rokity. Fizyczne metody diagnostyki medycznej i terapii. PWN Warszawa 2000.metody diagnostyki medycznej i terapii. PWN Warszawa 2000. Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych.Izotopowych.Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowaniaWaldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

Documents

MFJ, Metody Fizyki Jądrowej w środowisku, przemyśle i medycynie – wykład dla doktorantów PW