پرتوهای حیات‌بخش
چگونه اشعه‌های یونساز زندگی بشر را ارتقا دادند
پرتو یونساز به تابشی اطلاق می‌شود که انرژی کافی برای آزاد‌کردن الکترون‌ها از اتم‌ها یا مولکول‌ها را دارد و به‌این‌ترتیب آنها را یونیزه می‌کند. تاریخچه پرتو یونساز با کشفیات و پیشرفت‌های مهمی همراه است که درک ما از فیزیک، پزشکی و پروتکل‌های ایمنی را شکل داده است.
س. م. سادات‌کیایی*: پرتو یونساز به تابشی اطلاق می‌شود که انرژی کافی برای آزاد‌کردن الکترون‌ها از اتم‌ها یا مولکول‌ها را دارد و به‌این‌ترتیب آنها را یونیزه می‌کند. تاریخچه پرتو یونساز با کشفیات و پیشرفت‌های مهمی همراه است که درک ما از فیزیک، پزشکی و پروتکل‌های ایمنی را شکل داده است. ویلهلم کنراد رنتگن در سال 1895 حین آزمایش با پرتوهای کاتدی، پرتو ایکس را کشف کرد. این کشف انقلابی منجر به اولین روش تصویربرداری پزشکی شد و درهای تحقیقات بیشتر در زمینه فناوری پرتویی را گشود. در سال 1896 هانری بکرل رادیواکتیویته طبیعی در نمک‌های اورانیوم را کشف کرد. این موضوع از سوی ماری و پیر کوری که رادیوم و پولونیوم را جداسازی کردند، توسعه یافت و به درک تجزیه رادیواکتیو منجر شد. در سال 1903 ماری کوری و پیر کوری در تحقیقات خود، نام «پرتو گاما» را برای این نوع تابش انتخاب کردند. آنها نشان دادند که پرتو گاما دارای انرژی بسیار بالاتری نسبت به پرتوهای آلفا و بتا است. پرتو غیر یونساز به تابش الکترومغناطیسی اطلاق می‌شود که انرژی کافی برای یونیزه‌کردن اتم‌ها یا مولکول‌ها را ندارد. این نوع پرتو شامل نور مرئی، امواج رادیویی، مایکروویوها و پرتو مادون قرمز است. تاریخچه پرتو غیر یونساز شامل کشفیات و پیشرفت‌های مهمی در زمینه‌های مختلفی از‌جمله فیزیک، ارتباطات و پزشکی است. در سال 1865 جیمز کلارک مکسول معادلات معروف خود را فرمول‌بندی کرد که نحوه انتشار میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به‌عنوان امواج را توصیف می‌کند. کار او پایه‌گذار درک تمام اشکال پرتو الکترومغناطیسی، از‌جمله پرتو غیر یونساز بود. در سال 1887 هاینریش هرتز وجود امواج رادیویی را نشان داد و نظریه‌های مکسول را تأیید کرد. او امواج الکترومغناطیسی تولید و شناسایی کرد که اولین شواهد تجربی از تابش فرکانس رادیویی بود. اوایل دهه ۱۹۰۰، دنیا شاهد توسعه فناوری رادیویی بود و شخصیت‌هایی مانند گولیلمو مارکونی ارتباطات بی‌سیم را توسعه دادند. این امر به استفاده گسترده از امواج رادیویی برای پخش و ارتباط منجر شد. اختراع رادار در طول جنگ جهانی دوم باعث شتاب در توسعه فناوری مایکروویو شد. پس از جنگ، امواج مایکروویو به‌عنوان ابزاری محبوب برای ارتباطات و پخت و پز شناخته شدند و منجر به اختراع اجاق مایکروویو شدند و تاکنون امواج رادیویی و مایکروویو کاربردهای صنعتی گسترده را نشان دادند. به طور کلی فناوری پرتویی را می‌توان به صورت ذیل بیان کرد: استفاده از پرتوهای یونساز و غیر یونساز برای ایجاد تغییرات مفید در مواد و فرایندها است. این فناوری قدرتمند با استفاده از انرژی ساطع‌شده از مواد رادیواکتیو یا تولید‌شده با تجهیزات تخصصی، نقش مهمی در زمینه‌های مختلف ایفا می‌کند. پرتوهای یونساز شامل انواع مختلفی مانند پرتوهای گاما، اشعه ایکس، آلفا و بتا است که انرژی کافی برای تغییر ساختار اتم‌ها را دارند. پرتوهای غیر یونساز مانند امواج رادیویی و مایکروویو، اتم‌ها را یونیزه نمی‌کنند، اما همچنان می‌توان از آنها برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده کرد.
کاربردهای فناوری پرتویی
پرتودهی به‌عنوان یک روش کارآمد و مؤثر برای مدیریت بخش‌های متعدد صنعت، کشاورزی و پزشکی ظهور کرده است. اشکال مختلف پرتو -مانند مایکروویو، اشعه ایکس، گاما و پرتوهای الکترونی- مزایای منحصر‌به‌فردی در بهبود کیفیت، ایمنی و کارایی زندگی بشر ارائه می‌دهند. در زیر، به بررسی کاربرد این فناوری در بخش‌های مختلف می‌پردازیم.
کشاورزی
- ایمنی مواد غذایی: پرتوهای یونساز مانند اشعه گاما برای از‌بین‌بردن باکتری‌ها، حشرات و عوامل بیماری‌زا در مواد غذایی استفاده می‌شود. این فرایند به افزایش ماندگاری محصولات غذایی و اطمینان از ایمن‌بودن آنها کمک می‌کند.
- کنترل آفات: به کمک پرتوهای غیر یونساز مانند پرتو مایکروویو می‌توان راه‌حل‌های نوآورانه‌ای برای آفت‌زدایی بدون استفاده از مواد شیمیایی مضر تولید و ارائه کرد. فناوری‌هایی مانند رینگ‌های مایکروویو نیز برای ضد‌عفونی درختان بلند مانند درخت نخل استفاده و آنها را از آفات و بیماری‌ها محافظت کرد.
پزشکی
- تصویربرداری و درمان پزشکی: پرتوهای یونساز برای روش‌های تصویربرداری مانند اشعه ایکس، سی‌تی اسکن و پت اسکن ضروری است و به پزشکان امکان می‌دهد شرایط را به طور دقیق تشخیص دهند. همچنین پرتودرمانی با استفاده از اشعه گاما یا اشعه ایکس برای هدف قرار‌دادن و از‌بین‌بردن سلول‌های سرطانی انجام می‌شود.
- تشخیص پیشرفته: پرتوهای غیر یونساز، مانند پرتو مایکروویو، در تولید پلاسمای داغ و چگال ناشی از مایکروویو، برای طیف‌سنجی انتشار نوری کاربرد دارند. این روش به تجزیه و تحلیل نمونه‌های بیولوژیکی و پیشبرد تشخیص‌های پزشکی کمک می‌کند.
- استریلیزاسیون: استریلیزاسیون در درجه اول بر روی صنایع پزشکی، دارویی و غذایی تمرکز دارد. به طور مثال آنها اغلب از پرتو گاما و پرتو الکترونی برای اهداف عقیم‌سازی استفاده می‌کنند.
صنعت
- کنترل کیفیت: پرتوهای یونساز در آزمایش‌های غیرمخرب برای بازرسی مواد و سازه‌ها بدون ایجاد آسیب استفاده می‌شوند. این امر ایمنی و قابلیت اطمینان قطعات را در صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی و ساخت‌وساز تضمین می‌کند.
- فرایندهای صنعتی: پرتوهای غیر یونساز، به‌ویژه پرتو مایکروویو، در فرایندهای خشک‌کردن صنعتی برای حذف رطوبت به طور مؤثر استفاده می‌شود.
***
شرکت توسعه کاربرد پرتوهای ایران یک مجموعه پیشرو است که به توسعه استفاده از فناوری پرتوهای یونساز و غیر یونساز می‌پردازد. مأموریت ما استفاده از پتانسیل فناوری پرتو برای بهبود سلامت عمومی، افزایش بهره‌وری کشاورزی و حمایت از کاربردهای صنعتی و زیست محیطی است. ما بر تضمین استفاده ایمن و مؤثر از پرتوها، ایجاد نوآوری و کمک به توسعه پایدار ملی تمرکز می‌کنیم. این شرکت با ترویج تحقیق و آموزش در علوم پرتویی، نقشی حیاتی در اجرای راه‌حل‌های مبتنی بر پرتو را که باعث افزایش کیفیت زندگی و حمایت از پیشرفت فناوری در ایران می‌شود، ایفا می‌کند. شرکت توسعه کاربرد پرتوهای ایران از طریق بهبود ایمنی مواد غذایی، پیشرفت درمان پزشکی یا بهبود فرایندهای صنعتی، متعهد به استفاده از فناوری پرتو به نفع جامعه است.
* عضو هیئت علمی سابق و عضو پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای