MS: LVVL-VLNT006

SỐ TRANG: 83

NGÀNH: VẬT LÝ

CHUYÊN NGÀNH: VẬT LÝ NGUYÊN TỬ, HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG CAO

TRƯỜNG: ĐHSP TPHCM

NĂM: 2010

GIỚI THIỆU LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

Chiếu xạ thực phẩm và rau quả là sử dụng bức xạ ion hóa, chẳng hạn như chùm điện tử, tia

gamma hoặc tia X để giảm hoặc ngăn cản sự sinh trưởng hoặc tiêu diệt những vi sinh vật có hại

trong vật phẩm. Qua nhiều thập kỷ nghiên cứu đã khẳng định chiếu xạ có rất nhiều ứng dụng hữu

ích, ví dụ tiêu diệt các côn trùng trên hoa quả và hạt ngũ cốc, chống nảy mầm khoai tây, hành tây,

làm chậm chín các loại quả tươi và rau củ, cũng như gia tăng tính an toàn và khử trùng các sản

phẩm thịt tươi đông lạnh, hải sản và trứng sữa.v.v.

Lịch sử của chiếu xạ thực phẩm có thể bắt đầu từ khi khám phá ra tia X bởi Roentgen 1895

và chất phóng xạ bởi Becquerel 1896. Theo sau những khám phá này đã có rất nhiều nghiên cứu

ảnh hưởng của bức xạ lên các cơ quan sinh học. Đầu thế kỷ 20, các nghiên cứu cho thấy bức xạ ion

hóa rất hữu ích trong ứng dụng chiếu xạ thực phẩm.

Nguồn bức xạ đầu tiên được sử dụng là máy gia tốc hạt, tạo ra chùm điện tử tới năng lượng

24 MeV, vào cuối những năm 40 của thế kỷ 20, các đồng vị phóng xạ nhân tạo như Co60

và Cs

137

(phát bức xạ gamma) đã được ứng dụng trong chiếu xạ công nghiệp một cách phổ biến. Tuy nhiên,

các thiết bị gia tốc điện tử ngày nay vẫn có những tính chất ưu việt mà các thiết bị sử dụng nguồn

Co60

hoặc Cs

137

không có được. Chẳng hạn như nó không để lại chất thải phóng xạ (vì nguồn Co60

hoặc Cs

137

khi hoạt độ quá thấp không sử dụng trong ứng dụng chiếu xạ phải chôn cất như là một

chất thải phóng xạ), chỉ khi hoạt động nó mới phát bức xạ ion hóa, còn khi không sử dụng, tắt

nguồn điện, thì chùm bức xạ ion hóa cũng tắt.v.v.. Chính vì vậy, ngày nay trên thế giới có khoảng

hơn 200 thiết bị gia tốc điện tử đang hoạt động, phục vụ cho chiếu xạ khử trùng thực phẩm, dụng cụ

y tế, nghiên cứu chế tạo vật liệu mới.v.v..

Ở Việt Nam, hiện nay tại công ty Sơn Sơn (Bình Chánh) đã sử dụng chùm tia X từ máy gia

tốc điện tử 5 MeV để xử lý thực phẩm. Chùm tia X này được tạo ra từ chùm điện tử 5 MeV đập lên

bia W. Vào cuối năm nay (2010), tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ sẽ đưa

vào vận hành thiết bị chiếu xạ dùng trực tiếp chùm điện tử 10 MeV từ máy gia tốc để xử lý hoa quả,

thực phẩm đông lạnh phục vụ xuất khẩu và khử trùng dụng cụ y tế.

Cũng cần nói thêm, một tình hình có tính chất rất thời sự trong việc xuất khẩu trái cây của

Việt Nam là: Mới đây Hoa Kỳ đã chấp nhận cho phép nhập khẩu trái Thanh long của Việt Nam.

Tuy nhiên, một yêu cầu bắt buộc từ phía Hoa Kỳ là Thanh long phải qua chiếu xạ để đảm bảo kiểm

dịch côn trùng. Chính vì vậy, tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu chiếu xạ Thanh long trên thiết bị

gia tốc điện tử UERL- 10-15S2” nhằm góp phần giải quyết vấn đề chiếu xạ trái Thanh Long xuất

khẩu của Việt Nam khi thiết bị gia tốc điện tử UERL- 10-15S2 đi vào hoạt động.

Mục đích của đề tài xuất phát từ đặc điểm về khả năng xuyên sâu của chùm điện tử thấp hơn

tia X và tia gamma nên trong khuôn khổ của luận văn chủ yếu tập trung nghiên cứu phân bố liều trên trái Thanh long nhằm tiêu diệt các côn trùng, các ấu trùng và các trứng của côn trùng, sâu bệnh

trên trái Thanh long, đảm bảo yêu cầu kiểm dịch.

Chính vì vậy, luận văn mang một ý nghĩa thực tế rất cao, nhằm đáp ứng xuất khẩu trái Thanh

long vào thị trường Mỹ, Châu Âu cũng như các nước khác, góp phần nâng cao giá trị xuất khẩu của

trái Thanh long Việt Nam.

Để đạt được những mục tiêu trên, luận văn có những nhiệm vụ cơ bản sau:

- Tìm hiểu kích cỡ trái Thanh long, cách đóng gói xuất khẩu.

- Tính toán phân bố liều trên bề mặt trái Thanh long.

- Tính toán phân bố liều ở bên trong trái Thanh long.

- Độ bất đồng đều về liều.

- Các giải pháp giảm hệ số bất đồng đều liều, đặc biệt biên độ bất đồng đều về liều trên bề mặt

trái Thanh long nhằm đáp ứng tiêu diệt côn trùng trên bề mặt.

- Đánh giá năng suất xử lý của thiết bị.

Để thực hiện luận văn, chúng tôi dùng chương trình MCNP, một phần mềm vận chuyển bức

xạ đa năng dựa trên phương pháp Monte-Carlo đã được xây dựng ở phòng thí nghiệm quốc gia Los-

Alamos, Mỹ. Đây là một công cụ tính toán mạnh, có thể mô phỏng vận chuyển nơtron, photon và

electron, và giải pháp bài toán vận chuyển bức xạ 3 chiều dùng trong nhiều lĩnh vực tính toán của

Vật lý hạt nhân.

Trong đề tài này MCNP được sử dụng để tính toán phân bố liều trong xử lý trái Thanh long.

Luận văn được sắp xếp thành ba chương theo cấu trúc như sau:

CHƯƠNG 1: HÓA BỨC XẠ, HIỆU ỨNG CỦA BỨC XẠ LÊN CƠ QUAN SINH HỌC VÀ

THÀNH PHẦN THỰC PHẨM

1.1 Tương tác của hạt tích điện với vật chất.

1.2 Cơ sở hóa bức xạ.

1.3 Định nghĩa liều, đơn vị về liều.

1.4 Hiệu ứng của bức xạ lên cơ quan sinh học.

1.4.1 Các cơ quan vi sinh.

1.4.2 Hiệu ứng của bức xạ ion hóa.

1.5 Hiệu ứng của bức xạ lên thành phần thực phẩm.

1.6 Ứng dụng của chiếu xạ thực phẩm.

CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ GIA TỐC ĐIỆN TỬ UERL 1015S VÀ CODE MCNP

2.1 Sơ bộ về sử dụng máy gia tốc điện tử trong chiếu xạ.

2.2 Phân bố chùm tia và liều bên trong vật chất chiếu xạ..

2.3 Thiết bị gia tốc điện tử UERL-10-15S2. 2.4 Code MCNP.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ LIỀU CHIẾU XẠ THANH LONG

3.1 Một số nhìn nhận chung.

3.2 Phân bố liều bề mặt.

3.3 Phân bố liều theo độ sâu.

3.4 Hệ số bất đồng đều.

3.5 Các kỹ thuật làm giảm độ bất đồng đều.

3.6 Đánh giá năng suất của thiết bị.