Opublikowana przez Marię Skłodowską-Curie w 1929 roku praca na temat wpływu promieniowania X na bakterie stworzyła podstawy współczesnych technik radiacyjnej sterylizacji: wyrobów medycznych, przeszczepów, farmaceutyków i kosmetyków oraz higienizacji: ziół, przypraw ziołowych, suszonych grzybów i żywności. W latach 30. ubiegłego wieku pomysł wykorzystania promieniowania jonizującego do masowego wyjawiania nie miał praktycznego znaczenia. Wygodniejsze i tańsze były (podobnie jak dzisiaj) metody termiczne. W roku 1956 po raz pierwszy za pomocą akceleratora Van de Graaffa (o energii elektronów 2 MeV) wyjaławiano szwy chirurgiczne. Idea tzw. radiacyjnej zimnej sterylizacji została zrealizowana dopiero wtedy, gdy w szpitalnictwie upowszechniły się nieodporne na wysokie temperatury tanie wyroby medyczne jednorazowego użytku. Przyczyniło się to w znacznym stopniu do wyeliminowania wielu nadal groźnych chorób zakaźnych.
Warto na wstępie omówić kilka kwestii z zakresu oddziaływania promieniowania jonizującego na materię, co pozwoli zrozumieć, na czym polega unikatowość technologii radiacyjnych.
Promieniowaniem jonizującym określa się wszystkie rodzaje promieniowań, które wywołują oderwanie przynajmniej jednego elektronu od atomu, cząsteczki lub struktury krystalicznej. Promieniowanie jonizujące bezpośrednio to obiekty posiadające ładunek elektryczny (elektrony, pozytony, cząstki α, protony, jony). Promieniowania jonizujące składające się z obiektów bez ładunku elektrycznego (ɣ, X, neutrony) jonizują materię w sposób pośredni. W praktyce przemysłowej i medycznej źródłami promieniowania gamma są najczęściej urządzenia z radioaktywnymi izotopami kobaltu lub cezu. Obróbkę radiacyjną można prowadzić również za pomocą szybkich elektronów (EB od angielskiego Elektron Beam). Na mające znacznie lepszy odbiór społeczny wiązki elektronów postawiono w naszym kraju. Akcelerator to urządzenie elektryczne, które po wyłączeniu nie stanowi w odróżnieniu od radioizotopów zagrożenia radiologicznego. Mimo zasadniczej różnicy między źródłami promieniowania gamma i szybkimi elektronami skutki oddziaływania obu rodzajów promieniowań na materię są podobne. Niemal cała energia promieniowania jonizującego jest przekazywana przez wtórne elektrony. Wiązka elektronów wybija je poprzez oddziaływania elektrostatyczne, a promieniowania elektromagnetyczne w wyniku efektu fotoelektrycznego i zjawiska Comptona.
Unikatowa technika radiacyjnej sterylizacji pozwala wyjaławiać wyroby w: krótkim czasie, dowolnej temperaturze (najczęściej otoczenia), całej objętości materiału, opakowaniu jednostkowym i zbiorczym. W odróżnieniu od tradycyjnych metod chemicznych (gazowych) w wyrobach nie pozostają szkodliwe zanieczyszczenia. Powstające dla potrzeb sterylizacji instalacje akceleratorowe oraz źródła promieniowań gamma i hamowania znalazły szybko wiele nowych zastosowań. Przykładowo do konserwacji (dezynfekcji i dezynsekcji) oraz renowacji obiektów istotnych dla dziedzictwa kulturowego. Sterylizację radiacyjną materiałów biodegradowalnych można obecnie połączyć z kontrolą czasu biosorbowalności implantów chirurgicznych.
W artykule zwrócono uwagę na postępy w dziedzinie konstrukcji źródeł promieniowania jonizującego, które sprawiły, że techniki radiacyjne są obecnie powszechnie dostępne i ekonomicznie opłacalne.
Poniżej do pobrania pełna treść artykułu...
Wojciech GŁUSZEWSKI
Instytut Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie, ul. Dorodna 16, 03-195 Warszawa, tel. +48 22 504 12 88, e-mail:
