Nghiên cứu chiếu xạ thanh long trên thiết bị gia tốc điện tử UERL-10-15S2

yên sâu, giúp tơi trưởng thành trong học tập và nghiên cứu khoa học. Tơi xin gửi lời biết ơn đến tất cả Quý Thầy Cơ đã tận tình giảng dạy tơi trong suốt thời gian học tại trường. Tơi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Văn Hùng, Nghiên cứu viên chính Trung tâm nghiên cứu và triển khai cơng nghệ bức xạ - Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam đã định hình cho tơi lựa chọn đề tài này và tận tình hướng dẫn tơi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Đặc biệt, tơi đã được học ở Thầy phương pháp làm việc khoa học và những bài học cĩ được từ thực tiễn, từ vốn sống, từ sự am hiểu thấu đáo của riêng Thầy mà khĩ cĩ quyển sách nào cĩ thể diễn đạt hết được những điều đĩ. Tơi cũng chân thành cám ơn Ths. Trần Khắc Ân, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu và triển khai cơng nghệ bức xạ - Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam đã tạo điều kiện rất tốt cho tơi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Xin được phép gửi lời cám ơn đến Quý Thầy trong Hội đồng Bảo vệ Luận văn Thạc sĩ đã đọc, đĩng gĩp ý kiến, nhận xét và đánh giá luận văn. Tơi cũng gửi lời cám ơn Cử nhân Nguyễn Anh Tuấn và cử nhân Cao Văn Chung - Phịng vật lý Trung tâm nghiên cứu và triển khai cơng nghệ bức xạ - đã cĩ những ý kiến đĩng gĩp quý báu và dành cho tơi nhiều sự hỗ trợ nhiệt tình trong quá trình thực hiện luận văn. Tơi cũng xin được phép gửi lời cám ơn đến Sở Giáo dục – Đào tạo TP Hồ Chí Minh, Ban Giám Hiệu trường THPT Bùi Thị Xuân và các đồng nghiệp đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tơi trong quá trình học tập, thực hiện luận văn. Cuối cùng, xin khắc sâu cơng ơn Cha Mẹ, người thân, bạn bè luơn ủng hộ, động viên và giúp đỡ tơi trong suốt khĩa học. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Các ký hiệu D1 : Liều chiếu từ đầu quét 1 D2 : Liều chiếu từ đầu quét 2 DT : Liều chiếu tổng Các chữ viết tắt ACTL : Activation Library ADN : Acid Deoxyribonucleic APHIS : Animal Plant Health Inspection Service ARN : Axít ribonucleic EB : Electron beam EDB : Ethylene dibromide EtO : Ethylene oxi ENDF : Evaluated Nuclear Data File ENDL : Evaluated Nuclear Data Library IAEA : International Atomic Energy Agency LET : Linear energy transfer MCNP : Monte Carlo N-Particle NFI : National Fisheries Institute NFPA : National Food Processors Association EUREP : Euro-Retailer Produce Working Group- EUREP). GAP : Good Agricultural Practice R. Dose : Relative Dose WHO : World Health Organization MỞ ĐẦU Chiếu xạ thực phẩm và rau quả là sử dụng bức xạ ion hĩa, 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 cĩ hại trong vật phẩm. Qua nhiều thập kỷ nghiên cứu đã khẳng định chiếu xạ cĩ rất nhiều ứng dụng hữu ích, ví dụ tiêu diệt các cơn 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 tồn và khử trùng các sản phẩm thịt tươi đơng lạnh, hải sản và trứng sữa.v.v. Lịch sử của chiếu xạ thực phẩm cĩ thể bắt đầu từ khi khám phá ra tia X bởi Roentgen 1895 và chất phĩng xạ bởi Becquerel 1896. Theo sau những khám phá này đã cĩ 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 hĩa 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 phĩng xạ nhân tạo như Co60 và Cs137 (phát bức xạ gamma) đã được ứng dụng trong chiếu xạ cơng nghiệp một cách phổ biến. Tuy nhiên, các thiết bị gia tốc điện tử ngày nay vẫn cĩ những tính chất ưu việt mà các thiết bị sử dụng nguồn Co60 hoặc Cs137 khơng cĩ được. Chẳng hạn như nĩ khơng để lại chất thải phĩng xạ (vì nguồn Co60 hoặc Cs137 khi hoạt độ quá thấp khơng sử dụng trong ứng dụng chiếu xạ phải chơn cất như là một chất thải phĩng xạ), chỉ khi hoạt động nĩ mới phát bức xạ ion hĩa, cịn khi khơng sử dụng, tắt nguồn điện, thì chùm bức xạ ion hĩa cũng tắt.v.v.. Chính vì vậy, ngày nay trên thế giới cĩ 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 cơng 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 Cơng 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 đơng lạnh phục vụ xuất khẩu và khử trùng dụng cụ y tế. Cũng cần nĩi thêm, một tình hình cĩ 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 cơn 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 gĩp 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 khuơn khổ của luận văn chủ yếu tập trung nghiên cứu phân bố liều trên trái Thanh long nhằm tiêu diệt các cơn trùng, các ấu trùng và các trứng của cơn 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, gĩp phần nâng cao giá trị xuất khẩu của trái Thanh long Việt Nam. Để đạt được những mục tiêu trên, luận văn cĩ những nhiệm vụ cơ bản sau: - Tìm hiểu kích cỡ trái Thanh long, cách đĩng gĩi xuất khẩu. - Tính tốn phân bố liều trên bề mặt trái Thanh long. - Tính tốn 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 cơn trùng trên bề mặt. - Đánh giá năng suất xử lý của thiết bị. Để thực hiện luận văn, chúng tơi dùng chương trình MCNP, một phần mềm vận chuyển bức xạ đa năng dựa trên phương pháp Monte-Carlo đã được xây dựng ở phịng thí nghiệm quốc gia Los- Alamos, Mỹ. Đây là một cơng cụ tính tốn mạnh, cĩ thể mơ phỏng vận chuyển nơtron, photon và electron, và giải pháp bài tốn vận chuyển bức xạ 3 chiều dùng trong nhiều lĩnh vực tính tốn của Vật lý hạt nhân. Trong đề tài này MCNP được sử dụng để tính tốn phân bố liều trong xử lý trái Thanh long. Luận văn được sắp xếp thành ba chương theo cấu trúc như sau: CHƯƠNG 1: HĨA 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 hĩa 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 hĩa. 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 TỐN 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. CHƯƠNG 1 HĨA BỨC XẠ, HIỆU ỨNG CỦA BỨC XẠ LÊN CƠ QUAN SINH HỌC VÀ THÀNH PHẦN THỰC PHẨM Bức xạ là những dạng năng lượng phát ra trong quá trình vận động và biến đổi của vật chất. Về mặt vật lý nĩ được thể hiện dưới dạng sĩng, hạt hoặc sĩng hạt. Mỗi dạng bức xạ được đặc trưng bởi một dải năng lượng hay tương ứng với nĩ, một dải bước sĩng xác định. Mối tương quan giữa năng lượng E và bước sĩng λ của bức xa được mơ tả bởi biểu thức: 2 c E h     (1.1) Trong đĩ h - hằng số Planck; c- vận tốc ánh sáng trong chân khơng. Hiện nay, các dạng bức xạ phổ biến được áp dụng là bức xạ electron, tia gamma, bức xạ hãm, bức xạ tử ngoại, chùm ion, bức xạ nơtron. Cịn các nguồn bức xạ thơng dụng bao gồm các nguồn bức xạ thụ động (nguồn đồng vị phĩng xạ như Co60, Cs137…) và các nguồn bức xạ chủ động ( máy gia tốc, thiết bị phát chùm tia) [4]. Để đi sâu nghiên cứu quá trình truyền năng lượng của bức xạ cho vật chất chúng ta xem xét các đặc trưng sau đây: 1.1 . Tương tác của hạt tích điện với vật chất [5],[13] Các hạt mang điện bao gồm các hạt nhẹ mang điện (electron, positron) và các hạt nặng mang điện (proton, hạt  , mảnh vỡ hạt nhân...). Các hạt mang điện này khi đi vào mơi trường chúng cĩ thể tham gia các loại tương tác khác nhau với nguyên tử như một tồn bộ, với các electron riêng lẻ của vỏ nguyên tử hay với hạt nhân nguyên tử và truyền năng lượng cho nguyên tử, cho electron hay cho hạt nhân đĩ. Các tương tác đĩ cĩ thể là: - Tán xạ đàn hồi với nguyên tử như một tồn bộ, electron khơng mất năng lượng, chỉ đổi hướng chuyển động. - Va chạm khơng đàn hồi với các electron của vỏ nguyên tử: + Kích thích: bức xạ mất năng lượng + Ion hĩa: bức xạ mất năng lượng. - Tán xạ trên nhân + Tán xạ đàn hồi: bức xạ khơng mất năng lượng, chỉ đổi hướng bay. + Tán xạ khơng đàn hồi: bức xạ mất năng lượng và phát bức xạ hãm. - Gây ra phản ứng hạt nhân. Tùy theo loại bức xạ (nặng hay nhẹ) và tùy thuộc vào năng lượng của bức xạ vào mơi trường mà xác xuất xảy ra các quá trình trên là lớn hay bé. Các tương tác khả dĩ của hạt mang điện với nguyên tử của mơi trường được minh họa trong hình 1.1. Hình 1.1 Các tương tác khả dĩ của hạt mang điện với nguyên tử của mơi trường Đối với ứng dụng trong chiếu xạ thực phẩm và rau quả, bức xạ được quan tâm chủ yếu là điện tử. Phạm vi nghiên cứu của luận văn là dùng trực tiếp chùm điện tử 10 MeV từ thiết bị gia tốc để xử lý hoa quả, cụ thể là trái thanh long, vì vậy chúng tơi xin được đi sâu vào khảo sát tương tác của điện tử với vật chất. Khi các điện tử nhanh (điện tử năng lượng cao) đi qua vật chất, chúng bị va chạm Coulomb với các điện tử và hạt nhân nguyên tử, mỗi va chạm đều cĩ thể gây ra nhiều kiểu mất mát năng lượng và gĩc lệch điện tử. Đối với những điện tử tới cĩ năng lượng trong khoảng 1 -10 MeV, khối lượng tương đối tính rất lớn hơn khối lượng điện tử nguyên tử, nhưng rất nhỏ so với khối lượng hạt nhân nguyên tử. Vì vậy, nếu chỉ xét thuần túy động học, một va chạm tán xạ với một hạt nhân nặng sẽ khơng dẫn đến truyền năng lượng, nhưng sẽ làm thay đổi đáng kể đường đi của điện tử (sự hãm điện tử một cách đột ngột) cĩ thể làm phát sinh tia X. Ngược lại, các va chạm với các điện tử nguyên tử cĩ thể dẫn đến truyền năng lượng đáng kể, bứt các điện tử ấy ra khỏi quỹ đạo của chúng ( sự ion hĩa). Đến lượt mình, các điện tử thứ cấp nhanh này cũng cĩ thể bị va chạm Coulomb, sinh ra các điện tử tam cấp, tứ cấp… cho tới khi động năng do điện tử tới bị hấp thụ gần hết. Xét về phương diện biến thiên năng lượng theo chiều sâu tương tác giữa điện tử với vật chất cĩ thể xảy ra các quá trình vật lý sau đây: - Tán xạ khơng đàn hồi trên các điện tử của nguyên tử. - Phát xạ điện tử thứ cấp. - Sự va chạm (tán xạ) đàn hồi với hạt nhân làm mở rộng chùm tia theo chiều ngang. - Phát bức xạ hãm( tia X) chủ yếu là do các va chạm hạt nhân. 1.1.1. Tán xạ khơng đàn hồi trên các điện tử của nguyên tử Sơ đồ tương tác trên hình 1.2 cho thấy một điện tử nhanh đi tới với vận tốc v làm chuyển động một điện tử nguyên tử. Khoảng cách gần nhất giữa các hạt được gọi là thơng số va chạm, được kí hiệu là b . Hình 1.2 Sơ đồ va chạm giữa điên tử tới và một điện tử nguyên tử Độ biến đổi vi phân trong momen dp chuyển đến điện tử nguyên tử trong thời gian dt bằng lực điện trường F giữa các hạt được xác định theo phương trình: 2 2dp e F dt r   (đơn vị cgs) (1.2) r : khoảng cách tức thời giữa các điện tử. Nếu giả thuyết rằng năng lượng được truyền E , là một phần tương đối nhỏ của năng lượng điện tử tới E và rằng hướng của điện tử tới thay đổi khơng đáng kể khi va chạm, tổng biến thiên momen p của nguyên tử điện tử thu được bằng cách lấy tích phân theo thời gian của thành phần vuơng gĩc. Vì dx dt v  nên p được xác định theo cơng thức: 2 2 2 2 ( ) cos ( ) e dx e p v r bv    (1.3) Điện tử tới bị mất năng lượng E . Mà E được xác định bằng cơng thức: 2( ) 2 p E m    (1.4) với m là khối lượng nghỉ của điện tử. Thay (1.3) vào (1.4) ta được: 4 2 2 2e E mv b   (1.5) Nếu gọi N là mật độ của các nguyên tử cĩ nguyên tử số Z , khi đĩ sẽ cĩ (2 ) .bdb NZ s  các điện tử nguyên tử trên gia số độ dài s cĩ thơng số va chạm nằm giữa b và b db được biễu diễn trong hình 1.3. Do đĩ, sự mất mát năng lượng va chạm trung bình trên đơn vị chiều dài của điện tử tới ( )coll E s   , được tính bằng cách lấy tích phân trên tất cả các giá trị của thơng số va chạm, như cơng thức: 4 2 4 2 max min( / ) 4 ( / ) ( / ) 4 ( / ) ln( / )collE s NZ e mv db b NZ e mv b b      (1.6) Vì các hạt tới và các hạt bia đều là điện tử, nên năng lượng truyền cực đại là / 2E ; thơng số va chạm tối thiểu cĩ thể tính từ phương trình (1.5). Giá trị cực đại này của thơng số va chạm cần phải kể đến một thực tế là các điện tử nguyên tử khơng hồn tồn tự do mà bị liên kết trong các trạng thái nguyên tử khác nhau. Hình 1.3 Một điện tử tới truyền năng lượng E cho mỗi điện tử trong thể tích hình trụ ( (2 / )bdb s  Dựa trên mơ hình thống kê của nguyên tử cĩ thể xác định năng lượng kích thích và ion hĩa trung bình Iav ở dạng vi phân. 4 2 ( ) 4 ( ) ( )coll av dE e E NZ ln ds mv I   (1.7) avI xấp xỉ với nguyên tử số của vật liệu, với hằng số tỷ lệ cùng bậc với năng lượng Rydberg 13.5 eV. Chú ý rằng ở các năng lượng điện tử phi tương đối tính, 2 2 mv E  và vì thế cơng suất hãm do va chạm giảm xấp xỉ theo 1E . Tuy nhiên, ở năng lượng tương đối tính thì vận tốc v gần bằng tốc độ ánh sáng và cơng suất hãm sẽ tăng logaric với năng lượng. 1.1.2. Phát xạ điện tử thứ cấp Phổ của điện tử thứ cấp, do các quá trình va chạm sinh ra, cĩ thể thu được nếu chú ý rằng xác suất tương tác vi phân d cần phải tỷ lệ với 2 bdb . Việc lấy vi phân phương trình (1.5) cho thấy phổ năng lượng biến thiên như biểu thức 2/ ( ) ( )d d E E   (1.8) Vì thế, phổ này nặng về vùng năng lượng thấp hơn; đối với các điện tử cĩ năng lượng thấp hơn 10 keV, thì năng lượng đĩ thường được xem như là bị suy giảm ngay tại chỗ. Cịn các điện tử thứ cấp nhanh hơn thì sẽ rời xa khỏi chỗ va chạm và sẽ sinh ra các điện tử khác. Quá trình suy giảm năng lượng này gần như tức thời và những điện tử cuối cùng đạt đến năng lượng nhiệt và hoặc bị bắt giữ hoặc bị dẫn điện thốt đi. 1.1.3. Sự va chạm (tán xạ) đàn hồi với hạt nhân làm mở rộng chùm tia theo chiều ngang. Bây giờ chúng ta xét sự va chạm giữa một điện tử tương đối tính với một hạt nhân nặng cĩ điện tích Ze, như hình 1.4. Hình 1.4 Sơ đồ minh họa va chạm giữa một điện tử tới và một hạt nhân nặng cĩ điện tích Ze Tương tự với phương trình (1.3), sự biến thiên momen động lượng p của điện tử tới là 22.Ze bc . Gĩc tán xạ do tương tác này chính là 2/ 2 /( )p p Ze bcp   (1.9) Khi chùm tia điện tử xuyên sâu vào vật chất, mỗi điện tử riêng lẻ sẽ chịu nhiều lần lệch hướng như thế, với kết quả tích lũy lại sẽ chính là sự trãi rộng bề ngang của chùm tia. Vì giá trị cĩ xác suất nhất của gĩc tán xạ trung bình ấy phải là 0 (các va chạm đều là khơng cĩ hướng ưu tiên), cho nên cĩ thể sử dụng một hệ thức cho gĩc tán xạ trung bình bình phương bằng cách lấy tích phân bình phương của phương trình (1.9) trên tồn bộ khoảng cho phép của các thơng số va chạm. Nếu giả thuyết rằng những thay đổi của p là bé, tích phân này sẽ thành biểu thức 4 2 2 2 2 max min8 ln( / ) e c p xNZ b b          (1.10) Với x là độ xuyên sâu vào trong vật hấp thụ. Điện tích hiệu dụng trong cơng thức này thực sự phải là hàm của thơng số va chạm b, vì các điện tử nguyên tử gây che chắn các điện tích hạt nhân. Điều đĩ thường được tính đến bằng việc lựa chọn chính xác giá trị maxb . Tuy nhiên, gĩc tán xạ trung bình bình phương thì khơng nhạy lắm với giá trị thực của thơng số va chạm, dù là cực đại hay cực tiểu, vì chúng chỉ xuất hiện trong thừa số dạng hàm logarith. Vì cp là bằng hai lần động năng điện tử E, một phép tính xấp xỉ thơ cho gĩc tán xạ bình phương trung bình sẽ là: 2 2( / )a Z E x  (1.11) với a là một hằng số. Đối với nước một biểu thức gần đúng rất hữu ích sẽ 22 6 ( ) / ( )x cm E MeV     (1.12) 1.1.4. Phát bức xạ hãm( tia X) chủ yếu là do các va chạm hạt nhân [2],[3] Khi hạt electron đi đến gần hạt nhân, lực hút Coulomb mạnh làm nĩ thay đổi đột ngột hướng bay ban đầu, tức là hạt electron cĩ thể thu được một gia tốc lớn. Gia tốc của hạt electron thu được tỷ lệ với điện tích của hạt nhân và tỷ lệ nghịch với khối lượng của nĩ. Theo điện động lực cổ điển, khi một hạt tích điện nĩi chung hay hạt electron nĩi riêng chuyển động cĩ gia tốc, thì nĩ sẽ phát ra bức xạ điện từ, được gọi là bức xạ hãm. Phổ bức xạ hãm là phổ liên tục, cĩ năng lượng từ 0 đến giá trị cực đại 0E của động năng hạt electron vào. Sự mất mát năng lượng của hạt electron trong trường hợp này gọi là mất năng lượng do bức xạ. Độ mất mát năng lượng trên một đơn vị đường đi do electron phát bức xạ hãm được xác định theo cơng thức 2 2 0 0 2 2 1 ( / ) 4 ln ( ) 3erad e E E s NE Z r f Z m c              (1.13) Trong đĩ N là số nguyên tử trong một đơn vị thể tích; 0E là năng lượng của electron; 1 137   là hằng số cấu trúc tinh tế; Z là điện tích của hạt nhân; em là khối lượng nghỉ của electron; er là bán kính cổ điển của electron được xác định bởi cơng thức 2 13 2 2,82.10e e e r cm m c   (1.14) Ta thấy, độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm tăng theo hàm lơgarit tự nhiên của năng lượng. Khi năng lượng tăng, độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm tăng theo, trong khi đĩ độ mất mát năng lượng do ion hĩa hầu như khơng đổi. Khi năng lượng của electron cỡ vài MeV trở lên, mối liên hệ giữa độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm và do ion hĩa được xác định theo cơng thức sau: 800 ( / ) ( / ) rad col EZdE dx dE dx  (1.15) Ngồi ra, độ mất mát năng lượng trên một đơn vị đường đi phụ thuộc vào nguyên tử số của chất hấp thụ. Đối với một mơi trường hấp thụ cho trước, khi năng lượng nhỏ độ mất mát năng lượng do ion hĩa và kích thích mơi trường chiếm ưu thế, tại đĩ, tỷ số giữa độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm và do ion hĩa nhỏ hơn đơn vị. Khi năng lượng tăng, tỷ số số này tăng dần, đến giá trị năng lượng của electron đạt giá trị năng lượng tới hạn crE , khi đĩ độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm bằng độ mất mát năng lượng do ion hĩa. Tại năng lượng tới hạn crE E ta cĩ phương trình rad col dE dE dx dx              (1.16) Ta thấy năng lượng tới hạn phụ thuộc vào điện tích của hạt nhân hay chính xác phụ thuộc vào nguyên tử số của mơi trường. Từ biểu thức (1.15) ta nhận thấy rằng: Nguyên tử số của mơi trường càng lớn, năng lượng tới hạn càng giảm. Năng lượng tới hạn được xác định theo cơng thức 800 1,2cr MeV E Z   (1.17) Khi năng lượng của electron lớn hơn nhiều năng lượng tới hạn, sự mất mát năng lượng của nĩ chủ yếu do phát bức xạ hãm. Khi đĩ năng lượng của electron giảm theo hàm số mũ khi đi xuyên qua vật chất được xác định theo cơng thức 0 exp rad x E E l          (1.18) Trong đĩ radl là chiều dài bức xạ của mơi trường. Nĩ được định nghĩa là khoảng cách mà năng lượng của electron giảm đi hệ số 1 0,367 e  do phát bức xạ hãm. 0E là năng lượng ban đầu của electron. 1.2. Cơ sở hĩa bức xạ [5],[6],[9] 1.2.1.Cơ sở lý thuyết của cơng nghệ xử lý thực phẩm bằng năng lượng ion hĩa Ở trạng thái cơ bản, số electron quỹ đạo của nguyên tử trong phân tử là 2 hoặc 8, các electron kết cặp với nhau, hai electron trong một cặp cĩ spin ngược chiều nhau. Ví dụ phân tử nước được biễu diễn: .. .. H :O:H Dấu “ : ” Biễu diễn số electron ngồi cùng của H (hai), O (tám). Khi vật chất bị gia nhiệt, chiếu với ánh sáng, năng lượng ion hĩa hay tương tác với enzime thì các nguyên tử hay phân tử trong đĩ sẽ bị mất một hoặc vài electron hĩa trị và trở thành dạng gốc tự do. Số lượng gốc tự do được tạo thành phụ thuộc vào năng lượng, cường độ của các tác nhân gây kích thích. Bây giờ, ta xét phân tử nước là thành phần chủ yếu của đa số sinh vật sống. Trong trường hợp này các gốc tự do sẽ được hình thành do sự thủy phân của nước dưới tác dụng của bức xạ. Đầu tiên là sự ion hĩa 2 _ H O Ionizing energy HOH e     : một cặp ion Sau quá trình này một số phản ứng cĩ thể xảy ra: - Một là: Cặp ion cĩ thể tái hợp lại để trở thành một phân tử bình thường. Khi đĩ khơng cĩ tổn hại gì xảy ra. - Hai là: Electron cĩ thể gắn vào một phân tử nước trung hịa và trở thành một loại ion thứ ba 2 H O e HOH    - Ba là electron cĩ thể được bao quanh bởi 5 đến 7 phân tử nước và hình thành nên eqe  ( gọi là tương đương electron) Các ion à HOH v HOH  khơng bền vững lắm và cĩ thể bị tách thành các phần tử nhỏ hơn * * HOH H OH HOH OH H         * *à HOH v được gọi là các gốc tự do. Thời gian hình thành các gốc tự do vào khoảng 1 s . Vậy kết quả của sự thủy phân do bức xạ là sự hình thành các ion ,H OH  và các gốc tự do * * - eqOH và H và e . Tương đương electron - eq e cũng cĩ tác dụng như một gốc tự do. Do đĩ * * - eqà à eOH v H v được gọi chung là các gốc tự do sơ cấp. Các ion à H v OH  cĩ thể tái hợp mà khơng gây tổn hại sinh học nào. Các loại ion này cũng thường xuất hiện trong nước. Các gốc tự do là những phân tử trung hịa cĩ một electron khơng ghép cặp ở vỏ ngồi cùng nên chúng cĩ hoạt tính hĩa học rất mạnh. Chúng cũng khơng bền, thời gian sống vào khoảng 1 s . Tuy nhiên, trong khoảng thời gian ấy, chúng cĩ thể khuếch tán và gây tương tác tại một chỗ xa trong tế bào ( khoảng nm). Các gốc tự do tương tác với các phân tử khác theo phản ứng oxy hĩa – khử. Chúng cĩ thể cơng phá phân tử ADN, bẽ gãy các liên kết của phân tử đĩ và do đĩ gây ra một tổn thương điểm ở một nơi xa điểm hình thành gốc tự do. Các gốc tự do cũng cĩ thể tạo ra hydrogen peroxide, 2 2H O , rất độc đối với tế bào và cĩ thể được hình thành bằng nhiều cách. Với bức xạ cĩ LET(năng suất truyền năng lượng tuyến tính) cao, do mật độ gốc tự do cao, hai gốc tự do *OH cĩ thể cĩ kết hợp lại để hình thành 2 2H O . * * 2 2OH OH H O  Hay trong trường hợp cĩ nhiều Oxy, hydrogen peroxide được hình thành theo chuỗi sau * * 2 2H O HO  Các gốc tự do Hydroperoxyl *2HO khơng bền, cĩ thể kết hợp với nhau hay với *H để tạo thành hydrogen peroxide: * 2 2 2 2 * * 2 2 2 2HO H O O HO H H O     * * - 2 2 eq, , à eH O OH H v được xem là sản phẩm gây hại chính của quá trình xạ phân, nĩ là chất độc của tế bào. Ngồi ra, hai loại gốc tự do khác cũng cĩ thể được hình thành. Một số phân tử hữu cơ khác, ký hiệu RH, cĩ thể trở thành các gốc tự do * * *_ RH Ionizing energy RH H R    Khi cĩ oxy, một loại gốc tự do khác cũng hình thành : * 2 2R O RO  Như vậy, một cơ thể sống là một thể thống nhất cĩ khả năng tự điều khiển họat động và bảo vệ các tác nhân gây hại bên ngồi, chúng cĩ khả năng tự phục hồi khi bị tổn thương. Khi tác nhân gây hại đủ lớn, ngồi khả năng tự phục hồi của một cơ thể sống thì nĩ sẽ chết đi. Đây là cơ sở của việc điều khiển giá trị năng lượng ion hĩa làm tác nhân tiêu diệt vi khuẩn, ký sinh trùng trong xử lý thực phẩm. Với liều lượng đủ lớn, năng lượng ion hĩa cĩ thể tiêu diệt các sinh vật từ dạng đơn bào đến phức tạp. 1.2.2. Tổn thương do bức xạ ion hĩa 1.2.2.1 Tổn thương ở mức độ phân tử Các tổn thương ở phân tử hữu cơ nhưng quan trọng nhất là các đại phân tử hữu cơ là cơ sở đầu tiên gây nên tổn thương ở mức độ tế bào, mơ và tồn cơ thể. Năng lượng của chùm tia được truyền trực tiếp hay gián tiếp cho các phân tử hữu cơ tại chỗ chiếu hay lan ra xung quanh. Như trên đã nĩi, bức xạ ion hĩa cĩ thể kích thích hoặc ion hĩa các nguyên tử cấu tạo nên phân tử từ đĩ phá vỡ các mối liên kết, phân ly các phân tử, tạo ra các sản phẩm hĩa học mới gây nên tổn thương lớn hơn và lan rộng hơn. Biểu hiện của tổn thương phân tử do chiếu xạ là:  Giảm hàm lượng của một hợp chất hữu cơ nhất định nào đĩ sau chiếu xạ so với lúc trước chiếu xạ. Trong thực tế, người ta thường theo dõi các men sinh học (enzym), các protein đặc hiệu, các axít nhân… trong đĩ các nhĩm chức hĩa học như gốc amin( NH2), cacboxy (COOH), gốc SH bị tách lìa khỏi cấu trúc của các phân tử hữu cơ. Sở dĩ hàm lượng của chúng bị giảm đi vì quá trình tổng hợp và sản xuất cĩ thể bị kìm hãm, cũng cĩ thể sự phân hủy và chuyển hĩa của các chất đĩ đã tăng lên do chiếu xạ.  Hoạt tính sinh học của các phân tử hữu cơ bị suy giảm hoặc mất hẳn do cấu trúc phân tử bị tổn thương hoặc bị phá vỡ. Ta đã biết mỗi phân tử hữu cơ cĩ một cấu trúc nhất định, cấu trúc đĩ quyết định chức năng hoạt động của nĩ. Bức xạ ion hĩa tách rời hoặc phá vỡ các nhĩm chức hĩa học khỏi cấu trúc phân tử làm cho chúng khơng cịn hoạt động sinh học đặc biệt nữa.  Tăng hàm lượng một số chất cĩ sẵn hoặc xuất hiện những chất lạ trong tổ chức sinh học. Thơng thường đĩ là những chất cĩ hại, độc cho tổ chức sinh học. Chúng là sản phẩm mới của sự phân ly các phân tử hữu cơ hoặc của các phản ứng hĩa học mới xảy ra do chiếu xạ. Điển hình là 2 2H O , histamin, v.v. Một trong các tổn thương phân tử ảnh hưởng đến chức năng sinh học quan trọng là tổn thương phân tử ADN và ARN. Các tổn thương đĩ cĩ thể ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động di truyền của tế bào. 1.2.2.2. Tổn thương ở mức độ tế bào Tế bào là đơn vị sống cơ bản. Về cấu tạo, tế bào gồm một nhân tế bào (nuclear) ở giữa, một chất lỏng bao quanh gọi là bào tương (cytoplasma). Bọc quanh bào tương là một màng gọi là màng tế bào (membrane).(Hình 1.5). Mỗi bộ phận thực hiện những chức năng riêng rẽ. Hình 1.5 Cấu tạo tế bào Màng tế bào làm nhiệm vụ trao đổi chất với mơi trường ngồi. Bào tương là nơi xảy ra các phản ứng hĩa học, bẻ gãy các phân tử phức tạp thành các phân tử đơn giản và lấy năng lượng nhiệt tỏa ra (dị hĩa:catabolis) tổng hợp các phân tử cần thiết cho tế bào (anabolism). Cịn nhân là nơi điều khiển quá trình tổng hợp đĩ. Trong nhân cĩ ADN là một đại phân tử hữu cơ chứa các thơng tin quan trọng để thực hiện sự tổng hợp các chất. Trong hình (1.6) là mơ hình cấu tạo của phân tử ADN. Các tế bào cĩ thời gian sống nhất định. Các tế bào khác nhau cĩ thời gian sống khác nhau. Khi các phân tử cấu tạo nên tế bào bị tổn thương do bức xạ thì hoạt động chức năng và đời sống tế bào cũng bị ảnh hưởng. Nhìn chung, rối loạn chức năng tế bào xảy ra với những liều lớn (hàng trăm Gray). Hình 1.6 Mơ hình cấu tạo của phân tử ADN Một trong những chức năng quan trọng của tế bào là chức năng sinh sản. Đĩ là chức năng phân chia tế bào để tạo ra các tế bào mới cho thế hệ sau. ADN chứa các thơng tin cần thiết để điều khiển việc phân chia tế bào. Khả năng đĩ cĩ thể bị mất tạm thời (hồi phục được) hoặc vĩnh viễn dưới tác dụng của bức xạ ion hĩa. Thơng thường, những tác dụng sinh học của bức xạ lên phân tử là do sự phá hỏng ADN của tế bào. Các tổn thương ở mức độ tế bào cĩ thể là:  Sự phân bào bị chậm trễ: thường chỉ là tạm thời xuất hiện khi liều hấp thụ khoảng vài phần trăm Gray.  Tế bào chết (mất khả năng phân bào, cĩ thể xảy ra ở ngay tế bào chiếu xạ hoặc ở một thế hệ sau) với liều từ 1 2 Gray 1.2.3. Cơ chế diệt khuẩn Cơ chế diệt vi sinh, cơn trùng, nấm mốc gây hại cho con người khi sử dụng thực phẩm dựa trên tính chất ion hĩa các nguyên tử, phân tử cấu thành nên các cơ thể sống, đặc biệt là các phân tử ADN của tế bào vi sinh gây bệnh. Khi các phân tử ADN bị ion hĩa, các liên kết giữa chúng bị đứt gãy. Nếu chiếu xạ ở một liều vừa đủ thì việc phục hồi các đứt gãy trong cấu trúc ADN sẽ khơng thực hiện được và khi đĩ tế bào sẽ bị chết trong quá trình phân bào và vi sinh gây bệnh khơng thể phát triển được. 1.2.3.1. Khử trùng ( hay tiệt trùng Sterilization) Khử trùng bức xạ là một quá trình vật lý nhằm bất hoạt các vi sinh vật trong sinh vật nhờ các hiệu ứng ion hĩa của các tia bức xạ. Quá trình này được thực hiện bởi các thiết bị chuyên dụng phát ra các loại bức xạ ion hĩa như : tia gamma, chùm tia điện tử, tia X… So với phương pháp khử trùng bằng nhiệt và hĩa học, khử trùng bức xạ được xem là cơng nghệ sạch, hiệu quả và an tồn hơn vì khử trùng bức xạ khắc phục được nhiều nhược điểm của các phương pháp khác, độ đâm xuyên của bức xạ sâu cho phép xử lý một khối lượng sản phẩm lớn mà khơng phải tháo bao gĩi, tác dụng của bức xạ lên sản phẩm sinh nhiệt yếu nên khơng làm chín, làm hỏng sản phẩm. Ngồi ra bức xạ khơng để lại các sản phẩm tồn dư. 1.2.3.2. Thanh trùng Thanh trùng là việc sử dụng tia bức xạ của nguồn phĩng xạ hoặc máy phát tia bức xạ để bảo quản và ngăn ngừa sự biến chất của thực phẩm gây ra do vi sinh vật gây bệnh hoặc cĩ hại. 1.3. Định nghĩa liều, đơn vị về liều [5],[6] Trong ứng dụng chiếu xạ thực phẩm và rau quả, người ta thường quan tâm đến tác dụng sinh học của bức xạ. Những nghiên cứu sinh học bức xạ cho thấy tác dụng sinh học này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng yếu tố quan trọng nhất là năng lượng mà bức xạ bỏ ra trong một đơn vị vật chất. Đại lượng này được gọi là liều hấp thụ. Liều hấp thụ cĩ giá trị tùy thuộc loại bức xạ, năng lượng của nĩ, thời gian chiếu cũng như các tính._. chất của vật được chiếu. Đo và tính liều hấp thụ là nhiệm vụ trọng tâm trong các ứng dụng của chúng ta. 1.3.1. Liều hấp thụ 1.3.1.1. Định nghĩa Liều hấp thụ (D) là lượng năng lượng được hấp thụ trong một đơn vị khối lượng của đối tượng vật chất bị chiếu xạ. E E D m V       (1.19) Trong đĩ: E là năng lượng của bức xạ mất đi do sự ion hĩa trong đối tượng bị chiếu xạ; m khối lượng của đối tượng bị chiếu xạ. Định nghĩa trên cĩ thể áp dụng cho mọi loại vật chất hấp thụ và mọi loại tia bức xạ, cĩ năng lượng tùy ý. 1.3.1.2. Đơn vị Đơn vị của liều hấp thụ trong hệ SI là Gray (Gy) 1 Gray =1 J/kg Trong thực tế, người ta cịn sử dụng đơn vị rad 1 Gy = 100 rad 1.3.1.3. Tính chất Giá trị liều hấp thụ bức xạ phụ thuộc vào loại vật chất được chiếu và tính chất của bức xạ. Với cùng một liều chiếu, các loại vật liệu khác nhau sẽ hấp thụ những lượng năng lượng khác nhau. Do đĩ, khi đưa ra liều hấp thụ bao giờ người ta cũng cho biết loại vật chất đã hấp thụ lượng năng lượng đĩ. Ngồi ra, sự hấp thụ năng lượng của mơi trường đối với tia bức xạ là do tương tác của bức xạ với electron của nguyên tử vật chất. Do đĩ, năng lượng hấp thụ trong một đơn vị khối lượng phụ thuộc vào năng lượng liên kết của các electron với hạt nhân nguyên tử và vào số nguyên tử cĩ trong một đơn vị khối lượng của mơi trường vật chất hấp thụ, nĩ khơng phụ thuộc vào trạng thái kết tụ của vật chất. Đối với chiếu xạ thực phẩm, rau quả ta lại cĩ mối quan hệ sau: Đơn vị liều là Gy hoặc là kGy 1kGy = 1kJ/kg Cịn kW thì tỉ lệ với số phân rã phĩng xạ/s/g. Như vậy, nếu ta thay kW bởi kJ/s thì liều sẽ tỉ lệ với số phân rã phĩng xạ hay với số ADN bị bẽ gãy. 1.3.2. Suất liều hấp thụ Suất liều hấp thụ (Pht) là liều hấp thụ tính trong một đơn vị thời gian. htht D P t    (1.20) Trong đĩ htD là liều hấp thụ trong khoảng thời gian t . Đơn vị: W/kg hoặc rad/s hoặc Gy/s. Nếu suất liều hấp thụ là một hàm của thời gian, khi đĩ liều hấp thụ được tính thơng qua cơng thức 0 . t ht htD P dt  (1.21) 1.4. Hiệu ứng của bức xạ lên cơ quan sinh học [5],[13] 1.4.1. Các cơ quan vi sinh Các cá thể sinh vật đầu tiên liên quan trực tiếp đến sự giữ gìn và bảo quản thực phẩm bao gồm: vi khuẩn; men giấm và nấm mốc; vi rút và các ký sinh trùng khác và các loại sâu bọ. - Vi khuẩn là các tổ chức đơn bào. Nhìn chung, chúng tồn tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng, sinh trưởng và nhân bản điều kiện bên ngồi cho phép. Một vài vi khuẩn cịn cĩ dạng bào tử. Về cơ bản, chúng gồm các lớp che chắn bảo vệ, cho phép các cơ quan nằm bên trong dưới trạng thái tiềm sinh và chúng cĩ thể chịu đựng được điều kiện mơi trường vơ cùng khắc nghiệt. Dưới gĩc độ bảo quản thực phẩm, vi khuẩn được chia thành 3 loại: (1) vi khuẩn cĩ lợi là các vi khuẩn cĩ khả năng tạo ra một số loại đường thơng qua quá trình lên men. (2) Vi khuẩn cĩ hại là loại vi khuẩn làm biến đổi mùi vị, màu sắc, thành phần và hình dạng của thực phẩm. (3) Vi khuẩn gây bệnh là chủng loại vi khuẩn cĩ khả năng phá vỡ trạng thái nội tại của thực phẩm, gây ra bệnh tật cho động vật tiêu thụ. Các vi khuẩn gần đây bao gồm: vi khuẩn làm thực phẩm thành độc, vài loại vi khuẩn lạ và e.coli (hình 1.7). Vi khuẩn gây độc cĩ thể gây bệnh theo 3 cách: xâm nhập, đầu độc và làm nhiễm độc. Một ví dụ về sự xâm nhập của vi khuẩn nhiễm độc là Salmonella typhimurian, với độ nhiễm độc phụ thuộc vào mức độ hấp thụ của thực phẩm bẩn. Các cơ quan này bị tổn thương dọc theo ruột non gây ra bệnh tiêu chảy. Sự đầu độc là kết quả của các thực phẩm cĩ chứa vi khuẩn sản sinh chất độc. Những chất độc phải kể đến là khuẩn cầu chùm Clostridium botulinum. Hình 1.7 Một số loại vi khuẩn cĩ hại Trong trường hợp đặc biệt, cơ quan sau cùng cĩ thể gây nhiễm độc neurotoxin cho thực phẩm và là nguyên nhân sinh ra botulism. Sự nhiễm độc là kết quả của quả trình đưa các thực phẩm cĩ chứa vi khuẩn gây độc vào cơ thể. Một ví dụ về cơ quan bị nhiễm độc là Clostridium perfringens, những tế bào được gắn vào thành ruột nơi mà chúng hình thành bào tử. Vỏ bào tử được cho rằng chúng là tác nhân gây độc. - Các loại men cịn cĩ cấu trúc đơn bào, mặc dù chúng cĩ thể tập hợp thơng tin qua chỉ nhị và được gọi là “sợi nấm”. Khác với các vi khuẩn tái sinh thơng qua việc phân chia tế bào, các loại men tái sinh bằng sự cấy ghép. - Các nấm mốc cũng cĩ thể cĩ cấu trúc đơn bào hay đa bào, chúng xuất hiện trong quá trình phân hủy các vật chất. Các loại men và nấm mốc cĩ thể là mầm mống của các bệnh tật do các chất độc mà chúng gây ra. - Virus khơng phải là các tế bào thực, nhưng chúng là những ký sinh sẽ nhân bản khi xâm nhập vào vật chất di truyền trong tế bào chủ, chẳng hạn như các tế bào dọc theo thành ruột. Các virus khơng phát triển trong thực phẩm nhưng chúng cĩ thể gây ảnh hưởng đến các vi khuẩn chủ. Bệnh viêm gan truyền nhiễm virus và bệnh bại liệt truyền nhiễm virus cĩ thể lây nhiễm qua sữa chưa xử lý và thịt bị nhiễm bẩn. Nhiều loại ký sinh khác, đặc biệt là các dạng nguyên sinh, sán dây chúng khơng sinh trưởng trong thực phẩm nhưng chúng cĩ thể gây bệnh. Cơn trùng, bọ mạt, một số ký sinh khác và các tổ chức sống cao hơn như động vật đa bào gây ảnh hưởng và cĩ thể làm mất các giá trị của thực phẩm tươi sống và thực phẩm khơ. Chúng cịn gây bệnh thơng qua các ký sinh và vi khuẩn. 1.4.2. Hiệu ứng của bức xạ ion hĩa Các quá trình xảy ra sau khi bức xạ đi vào cơ thể sống là một chuỗi liên tục, bắt đầu từ những tương tác vật lý xảy ra trong một khoảng thời gian cực kỳ ngắn ngủi, đến những quá trình sinh học cĩ thể âm ỷ hàng chục năm. Các quá trình này cĩ mối quan hệ nhân quả, theo một quy luật vừa mang tính chặt chẽ, vừa mang tính thống kê, mà cho đến nay vẫn chưa được nhận thức đầy đủ. Các quá trình xảy ra sau khi bức xạ đi vào cơ thể sống bao gồm:  Giai đoạn vật lý  Giai đoạn hĩa lý  Giai đoạn hĩa sinh  Quá trình sinh học Trong các quá trình trên, cĩ lẽ quá trình vật lý là được hiểu biết đầy đủ và chi tiết hơn cả. Càng về sau, mức độ phức tạp càng tăng lên và mức độ chính xác của dự đốn càng giảm xuống. Cĩ lẽ nguyên nhân nằm ở chỗ người ta chưa cĩ những dữ liệu thống kê đầy đủ, cũng như do sự khác biệt rất lớn giữa các cá thể làm cho khĩ cĩ thể thực hiện những phép đo lặp lại được như trong vật lý. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu từng bước một trong chuỗi quá trình đĩ. 1.4.2.1. Giai đoạn vật lý Giai đoạn vật lý là bước đầu tiên của chuỗi quá trình xảy ra khi bức xạ đi vào vật chất. Nhờ những tiến bộ trong sinh học phĩng xạ, người ta ngày càng nhận thức rõ hơn ảnh hưởng của giai đoạn vật lý lên các quá trình tiếp theo. Đặc điểm quan trọng nhất trong giai đoạn này cĩ liên quan đến tác dụng sinh học của bức xạ là sự phân bố năng lượng cục bộ mà bức xạ truyền cho mơi trường. Giai đoạn vật lý xảy ra trong một khoảng thời gian cực kỳ ngắn từ 10-16s đến 10-13s. Đĩ là thời gian để bức xạ (photon, electron) đi qua cấu trúc chịu tương tác.Trong chiếu xạ thực phẩm và rau quả, năng lượng bức xạ truyền cho mơi trường chủ yếu gây nên sự ion hĩa và sự kích thích. Sự ion hĩa và kích thích sẽ dẫn đến những tổn thương của tế bào. Các tổn thương này càng nhiều và càng nghiêm trọng nếu lượng năng lượng mà bức xạ bỏ ra trong tế bào càng lớn. Do đĩ, tác dụng của bức xạ được đo bằng lượng năng lượng bức xạ bỏ ra trong một đơn vị khối lượng mơi trường. Đại lượng này chính là liều hấp thụ đã được định nghĩa trong phần trước. Các cấu trúc chịu sự ion hĩa hay kích thích cĩ thể là ADN, ARN, axit amin, protein, enzym hay một phần của màng tế bào và chủ yếu là các phân tử nước, vốn chiếm một tỉ lệ khối lượng khoảng 80% trong tế bào. Quá trình ion hĩa và kích thích sẽ dẫn đến những tổn thương của các đại phân tử sinh học trong tế bào. Hiện nay người ta tin rằng tác dụng sinh học của bức xạ chủ yếu qua việc gây tổn thương cho ADN, phân tử mang thơng tin di truyền của tế bào. Những tổn thương gây ra trên các màng và các ống vi mơ cũng cĩ thể là những cơ chế bổ sung làm tế bào bị nhiễm độc. Các phân tử ADN cĩ thể bị ion hĩa trực tiếp khi bức xạ đi băng qua nĩ. Đĩ là tác dụng trực tiếp. Phân tử ADN cũng cĩ thể chịu tác dụng gián tiếp, khi bức xạ làm ion hĩa các phân tử nước trong vùng lân cận nĩ. Khi đĩ, các phân tử nước sẽ bị phân ly (sự thủy phân do bức xạ) và dẫn đến việc hình thành các gốc tự do và hydroxyl. Các gốc tự do và hydroxyl cơng phá các phân tử ADN ( hình 1.8). Khi một ADN bị tổn thương, ta khơng thể phân biệt là nĩ chịu tác dụng trực tiếp hay gián tiếp, nhưng do tế bào chứa khoảng 80% nước và dưới 1% ADN, nên người ta cho rằng tác dụng gián tiếp đĩng vai trị quan trọng. Những thí nghiệm bổ sung cho phép ước tính rằng đối với các bức xạ cĩ LET bé như electron hay photon, tác dụng trực tiếp gây nên khoảng 1/3 tổng số các thương tổn, phần cịn lại là do hiệu ứng gián tiếp. Hình 1.8 Tác dụng trực tiếp và tác dụng gián tiếp Mặt khác, ta lại cĩ năng lượng liên kết hĩa học càng thấp, năng lượng cần thiết để bẽ gãy phân tử càng bé. Trong các phân tử hữu cơ, liên kết cộng hĩa trị cĩ năng lượng liên kết lớn nhất (khoảng 1,5 – 4 eV/liên kết), do đĩ chúng cĩ độ bền cao nhất đối với sự cơng phá của bức xạ. Loại mối thứ hai là liên kết Hydro, cĩ năng lượng liên kết khoảng 0,2 – 0,4 eV/liên kết), dễ dàng bị bẻ gãy hơn, ngay cả với bức xạ khơng ion hĩa như tia tử ngoại. Như sẽ thấy, trong phân tử ADN các nhánh chính cĩ liên kết cộng hĩa trị, cịn các base nối với nhau bằng liên kết hydro. Điều này khiến cho ADN tương đối vững bền với các tác nhân cĩ năng lượng thấp, nhưng lại dễ bị đứt gãy do các bức xạ ion hĩa. Chính sự khác biệt này sẽ giải thích tại sao một lượng nhỏ năng lượng được hấp thụ bởi bức xạ ion hĩa lại cĩ thể gây nên một tác hại lớn hơn nhiều so với các tác nhân khác. 1.4.2.2. Giai đoạn hĩa lý Giai đoạn hĩa lý kéo dài trong khoảng từ 10-13s đến 10-2 s, mở đầu bằng việc hình thành các gốc tự do và kết thúc bằng những thay đổi cấu trúc và chức và chức năng của các phân tử sinh học cĩ trong tế bào. Như đã nĩi trên, bức xạ cĩ thể tương tác trực tiếp với ADN hay gián tiếp thơng qua việc ion hĩa hay kích thích phân tử nước. Trong cả hai trường hợp, năng lượng của bức xạ sẽ được hấp thụ trong các phân tử hữu cơ cũng như vơ cơ. Tiếp sau quá trình tương tác đĩ là quá trình phân tán năng lượng đã hấp thụ từ bức xạ cho vùng chung quanh, do sự khuếch tán nhiệt, thơng qua sự truyền năng lượng nội phân tử hay từ phân tử này sang phân tử khác. Quá trình trao đổi nội phân tử cĩ thể làm thay đổi cấu trúc hay phá hủy phân tử sinh học, do việc tách các nhĩm chức năng hay làm đứt vỡ những phân tử cĩ dạng chuỗi. Quá trình trao đổi năng lượng giữa các phân tử xảy ra chủ yếu là sự tương tác giữa phân tử nước. Đĩ là quá trình hình thành và khuếch tán của các gốc tự do. Thường thì các gốc tự do lấy đi các nguyên tử hidro của các phân tử sinh học, chẳng hạn lấy hidro của cầu nối hidro trong ADN. Các gốc tự do này cĩ thời gian sống chỉ khoảng vài micro giây nên khơng thể đi xa được. Do đĩ chúng chỉ cĩ thể phá hoại ADN trong phạm vi bán kính khoảng 10 nm, khoảng bằng ½ đường kính của thớ của nhiễm sắc thể. Thời gian sống của các gốc hydroxyl cĩ thể được kéo dài khi cĩ mặt oxy hay các phân tử ái electron. Ngược lại, một số phân tử khác cĩ thể thu hút các gốc này và làm giảm tác dụng sinh học của chúng. Do tác dụng của trực tiếp hay gián tiếp, ADN cĩ thể chịu các tổn thương sau: đứt một nhánh, đứt hai nhánh, tổn thương base, nối giữa các phân tử trong AND, nối giữa AND và protein, tổn thương bội. 1.4.2. 3. Giai đoạn hĩa sinh – Quá trình sửa chữa tổn thương của ADN Quá trình sinh học kéo dài từ 10-2 s đến nhiều giờ. Ở đầu giai đoạn này ta cĩ ADN bị tổn thương, ở giữa giai đoạn là quá trình sửa chữa tổn thương và ở cuối giai đoạn là những tổn thương khơng hồi phục được. 1.4.2. 4. Quá trình sinh học Giai đoạn này cĩ thể kéo dài từ vài giờ đến nhiều năm sau chiếu xạ. Những tổn thương hĩa sinh ở giai đoạn đầu nếu khơng được hồi phục sẽ dẫn đến những rối loạn về chuyển hĩa. Kết thúc tế bào khơng thể hoạt động bình thường dẫn đến tế bào bị chết hay bị hủy hoại. Bây giờ chúng ta xem xét cụ thể hiệu ứng của bức xạ ion hĩa lên các cơ quan vi sinh: Trước hết ta cần lưu ý rằng: một nguyên nhân quan trọng để đối chiếu mức độ nhạy cảm cao của ADN dưới hiệu ứng bức xạ ion hĩa là các ADN lớn hơn nhiều so với các phân tử khác trong cấu trúc tế bào. Ví dụ như, ADN chromosom của e.coli bao gồm 3,5x106 nucleotide ghép đơi, với khối lượng trung bình của mỗi phân tử là 660 thì tổng khối lượng các phân tử lên đến 2x109. Giả sử giá trị G duy nhất (đặc trưng cho nguyên nhân gây tổn thương trong một trụ xoắn (trụ chính) của phân tử ADN). Với liều hấp thụ 1 kGy sẽ bẻ gãy gần 200 trụ chính trong một phân tử ADN của e.coli. Trong khi đĩ, một trụ chính bị bẻ gãy sẽ khơng gây chết ADN mà cĩ thể gây đột biến trong quá trình nhân bản. Hơn nữa, tùy thuộc sự định hướng của phân tử và hướng tới của bức xạ ion hĩa, chúng cịn cĩ thể gây tổn thương lên trục xoắn kép song song, cả hai trụ chính đều bị tách ra cùng lúc do sự bẻ gãy phân tử ADN trong hai phần tách biệt. Với trụ xoắn kép bị bẻ gãy thì luơn luơn gây chết tế bào. Ước tính giá trị G của trụ xoắn kép bị bẻ gãy khoảng 0.076. Mức liều 1 kGy cĩ thể bẻ gãy 14 trụ xoắn kép của phân tử ADN của e.coli gây chết tế bào. Với hầu hết các cơ quan sinh học bị chiếu bởi bức xạ ion hĩa, tốc độ suy giảm quần thể (dN/dt) đo được phụ thuộc tuyến tính vào suất liều (dD/dt) và chính quần thể đĩ : / ( / )dN dt aN dD dt (1.22) với a là hằng số đặc trưng cho quần thể. Khử biến thời gian và thực hiện phép lấy tích phân ta được ( / 2,3)10aD aDo oN N e N    (1.23) Với N0 là số lượng quần thể ban đầu khi bắt đầu chiếu xạ và D là liều tích lũy. Để tiện lợi hơn ta lấy logarit 2 vế của phương trình (1.23) và biểu diễn độ nhạy cảm của các cơ quan đặc trưng dưới tác dụng của bức xạ ion hĩa theo liều D10, hay thường biểu diễn theo giá trị liều D (giá trị thập phân). Đĩ là giá trị liều yêu cầu để giảm số lượng cá thể ban đầu xuống 10 lần. Từ phương trình (1.23), giá trị D10 được định nghĩa bởi 10D =2,3/a (1.24) Ngồi ra, do kích thước của phân tử ADN thường tăng lên theo sự phức tạp của các cơ quan, virus thường chịu đựng với phĩng xạ tốt hơn vi khuẩn, vi khuẩn thì hơn cơn trùng… Liều cho các loại virus thường khoảng vài kGy, trong khi giá trị liều D10 cho các loại vi khuẩn khoảng vài trăm Gy. Tuy nhiên, cịn rất nhiều hệ số làm ảnh hưởng đến độ nhạy cảm với hiệu ứng bức xạ bao gồm nhiệt độ, đặc điểm cấu trúc mơi trường và chu kỳ sinh trưởng của tế bào. Ví dụ thơng thường thì độ nhạy cảm với bức xạ suy giảm khi nhiệt độ giảm. Nguyên nhân của hiệu ứng này là khi nhiệt độ giảm làm thì tốc độ chuyển hĩa cũng giảm và giảm đặc tính và hoạt tính của bức xạ tự do. Sự sấy khơ hoặc đơng lạnh cũng làm suy giảm độ nhạy cảm với bức xạ như nhau. Vi khuẩn trong trạng thái tiềm sinh, giai đoạn bào tử thường chống chịu với bức xạ cao hơn so với giai đọan phát triển của tế bào dinh dưỡng. Các loại men thường chống chịu với hiệu ứng bức xạ cao hơn các loại nấm mốc, điển hình là giá trị liều gây hiệu ứng D10 khoảng vài kGy, trong khi liều D10 gây cho nấm mốc là 1 kGy hoặc nhỏ hơn. Những độc tố được sinh ra do các lồi nấm mốc khác nhau cĩ khối lượng nguyên tử phải nhỏ hơn phân tử khối ADN vì vậy sức chống chịu với hiệu ứng bức xạ cao hơn. Liều bức xạ để tiêu diệt cơn trùng phụ thuộc chủ yếu vào tuổi và trạng thái phát triển của chúng, đang cịn trong trứng là nhạy cảm với bức xạ nhất, giai đoạn trưởng thành cĩ sức chống chịu cao nhất. Các mức liều trong khoảng từ 1 – 3 kGy sẽ tiêu diệt tồn bộ cơn trùng trong tất cả các giai đoạn trong vài ngay sau đĩ, nhưng khi khử trùng thường cĩ hiệu quả ở mức liều thấp hơn. Ví dụ, liều khử trùng với giai đoạn trưởng thành của cơn trùng trong khoảng từ 50 – 150 Gy và với các loại mạt là từ 60 – 80 Gy. 1.4.3. Liều yêu cầu cực tiểu Nguồn gốc và phân phối một số thực phẩm đặc trưng cần mức liều yêu cầu cực tiểu Dm, mức liều này cĩ thể được tính tốn cho các cơ quan sinh học của các quần thể khác nhau. Với mục đích là làm giảm bớt số lượng các vi sinh trong quá trình bảo quản thực phẩm thường cĩ hệ số 105 hay 5 lần giá trị D10. Ví dụ, giá trị D10 để diệt e.coli trong thịt bị tươi là 0,25 kGy. Chính vì tiêu chuẩn ngặt nghèo của thịt đĩng gĩi với yêu cầu cao hơn so quần thể e.coli ban đầu là 1000 cá thể trong 25 g thịt bị tươi. Để bảo quản nguồn gốc thịt sống cần mức liều cực tiểu bằng 5 D10 hay 1,25 kGy. Xem một quần thể ban đầu trong trường hợp xấu nhất, xác suất tìm được một cá thể e.coli trong 1 pao thịt bị tươi đã chiếu xạ là 0,2, đảm bảo hiệu quả trong việc bảo quản các sản phẩm chiếu xạ. Liều yêu cầu cực tiểu áp dụng trong trường hợp này được coi là mức liều trung bình nĩ nằm trong khoảng từ 1 – 10 kGy. Sự tăng nhiệt độ cũng được liên hệ với liều cực tiểu. Dùng nhiệt dung riêng của nước (cal/g 0C) làm một ví dụ thì khoảng tăng nhiệt độ tương ứng chỉ là 0,25 – 2,5 oC. Các ứng dụng khoảng liều trung bình để kiểm sốt vi khuẩn gây bệnh do đĩ cĩ khi cịn được gọi với cái tên “thanh trùng nguội” mặc dù cụm từ này khơng được cơng nhận. 1.5. Hiệu ứng của bức xạ lên thành phần thực phẩm - Trong quá trình chiếu xạ, thực phẩm khơng hề tiếp xúc với chất phĩng xạ mà chỉ bị chiếu tia gamma phát ra từ các chất phĩng xạ hay sử dụng chùm tia electron, do đĩ nĩ khơng thể bị nhiễm và trở thành “thực phẩm phĩng xạ” được. - Việc chiếu xạ đúng liều lượng trong một số trường hợp cũng cĩ thể làm mất đi một phần nhỏ các vitamin nhĩm B, vitamin A, C, E, K, các amino acid và các acid béo khơng no, tuy nhiên vẫn khơng ảnh hưởng đến chất lượng, giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Hương vị, hình thức của thực phẩm đã được chiếu xạ hồn tồn giống như thực phẩm chưa chiếu xạ. - Cũng chưa ghi nhận được các chất độc hại cĩ khả năng ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng được tạo thành sau khi chiếu xạ thực phẩm. 1.6. Ứng dụng của chiếu xạ thực phẩm Vẫn đang cịn khảo sát các hiệu ứng của bức xạ ion hĩa lên các cơ quan sinh học và các dưỡng chất vi lượng và đa lượng trong thực phẩm, ta sẽ tiếp tục thảo luận vài ví dụ đại diện cho tiềm lực quan trọng của các ứng dụng chiếu xạ thực phẩm. Theo khuyến cáo của các tổ chức quốc tế FAO, IAEA, WHO, các ứng dụng này đã được sắp xếp theo các thang chia liều. Áp dụng mức liều thấp thường ở dưới 1 kGy để kìm hãm sự nãy mầm, làm chậm chín (trái cây), khử ký sinh trùng, tiêu diệt cơn trùng. Mức liều trung bình trong khoảng từ 1 – 10 kGy đượ áp dụng để kiểm sốt vi sinh gây hại và kìm hãm sự làm hỏng thực phẩm. Các ứng dụng liều cao (> 10 kGy) phải được liên kết với sự khử trùng thực phẩm bằng bức xạ và chỉ được tiến hành khi điều kiện bảo quản chất lượng thực phẩm (về mùi vị, hình dạng…) được thỏa mãn. Thêm ba kiến nghị quan trọng đến từ ba tổ chức uy tín để xem xét quá trình chiếu xạ thực phẩm, National Food Processors Association (NFPA) đưa ra từ tháng 8 năm 1999, National Fisheries Institute (NFI) đưa ra tháng 10 năm 1999 và NFI đưa thêm một kiến nghị về xử lý thịt tơm vào tháng 2 năm 2001. Cuối cùng chiếu xạ trái đu đủ và trái xồi đã được chấp nhận bởi Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS) rất quan trọng để xâm nhập vào lục địa Hoa Kỳ từ Hawaii. 1.6.1. Áp dụng liều thấp (< 1 kGy) 1.6.1.1. Kìm hãm sự mọc mầm Thời gian lưu giữ hàng trên vài tháng là cần thiết để cung cấp đến người dùng, mỗi loại thực phẩm cĩ thời gian mọc mầm khác nhau như khoai tây, khoai mỡ, tỏi và hành. Sự mọc mầm cĩ thể được hạn chế bằng cách đơng lạnh và dùng hĩa chất như maleic hydrazinde (preharvest) và isopropyl chlorocarbamate (postharvest). Tuy nhiên, đơng lạnh thì đắt tiền, đặc biệt là vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới. Trong khi xử lý hĩa học thì tương đối rẻ tiền và hiệu quả, nhưng để lại dư lượng hĩa chất và nhiều nước đã khuyến cáo sử dụng sẽ gây hại cho sức khỏe. Vì vậy, chiếu xạ là một giải pháp hữu hiệu cĩ thể được đưa ra. Sự nảy mầm của khoai tây, chỉ cần chiếu xạ mức liều 100 Gy là đã ngăn cản hiệu quả và làm chậm quả trình chín chỉ cần mức liều 30 Gy. Đối với các loại hành, cần thì mức liều từ 50 – 60 Gy đã găn cản được sự nảy mầm. Đối với các loại củ tỏi yêu cầu liều khoảng 100 – 120 Gy. Hãy làm thử nghiệm là theo dõi thời gian mọc mầm giữa nơng sản vừa thu hoạch và nơng sản được chiếu xạ trong 2 tuần. Chống mọc mầm, giảm thối rữa của khoai mỡ, khoai lang bằng việc chiếu xạ ở mức liều 75 – 125 Gy. Chiếu xạ các loại khoai là rất quan trọng vì chúng nhanh chĩng bị hư hỏng ở nhiệt độ dưới 12 0C và xử lý hĩa chất khơng cĩ hiệu quả. 1.6.1.2. Tiêu diệt cơn trùng Việc kiểm sốt tốt cơn trùng cĩ trong các loại hạt và khe của các loại nơng sản cĩ thể được tiến bằng sử dụng chất hun khĩi như ethylene dibromide (EDB) hoặc ethylene oxi (EtO). Tuy nhiên, sử dụng các loại thuốc trừ sâu đã bị nghiêm cấm hoặc bị hạn chế nghiêm khắc trong nhiều quốc gia vì tác hại của nĩ lên sức khỏe và mơi trường sống. Ví dụ, EDB được xem như một chất gây ung thư và chúng bị nghiêm cấm sử dụng bởi cơ quan bảo vệ mơi trường Hoa Kỳ từ năm 1984. Nhiều chất hun khĩi khác như methyl bromide và hydrogen phosphide đã khơng cĩ tác dụng như mong muốn và chúng cịn gây bất lợi cho mơi trường. Vì vậy, quá trình xử lý bức xạ được đề xuất để thay cho các chất hun khĩi. Hãy kiểm chứng bằng một thí nghiệm với mức liều đề xuất trong khoảng 150 – 700 Gy. Đặc điểm của việc khử trùng là sử dụng dải liều thấp, trong khi để tiêu diệt cơn trùng giai đoạn trưởng thành yêu cầu liều cao hơn. Tuy nhiên, xử lý bằng bức xạ rất đắt tiền, vì vậy phải cân đối với giá trị thực của thực phẩm. Các hệ số này cần tính tốn và áp dụng cho các sản phẩm khác nhau. Một tiềm lực ứng dụng đầy hứa hẹn là tiêu diệt cơn trùng trong trái cây và rau quả tươi (FFV). Các nước nhập khẩu số lượng lớn bao gồm Úc, Nhật Bản và Mỹ đều yêu cầu các nơng sản phải cĩ các chứng chỉ về thanh tẩy cơn trùng, ký sinh, hoặc phải qua sự kiểm dịch để xuất khẩu. Cho đến năm 1984 trái cây và rau quả từ các vùng nhiễm cơn trùng đã được hun khĩi bằng ethylene dibromide (EDB) để đáp ứng các yêu cầu kiểm dịch. Sau lệnh cấm sử dụng EDB, việc xử lý bằng cách chất hun khĩi khác đều mang đến hiệu quả kém hơn. Trong khi xử lý nhiệt và xử lý nguội đang cĩ tiềm năng trong việc tiêu diệt cơn trùng, chúng cĩ thể làm suy giảm nghiêm trọng mùi vị và hình dạng của thực phẩm. Các sản phẩm chiếu xạ vì thế đã mở ra một hướng khả thi khác. Mức liều 250 Gy đáp ứng hiệu quả cho xử lý kiểm dịch trái cây, trong khi liều 500 Gy cĩ thể kiểm sốt tất cả các giai đoạn phát triển của ký sinh trùng. Rất nhiều loại trái cây cho phép xử lý với mức liều này rất an tồn (ví dụ thêm như đu đủ và xồi). Tuy nhiên, quả bơ lại đặc biệt nhạy cảm với bức xạ và cĩ thể cải thiện khuyết tật của lớp vỏ và sự bạc màu của trái ở mức liều thấp khoảng từ 100 – 200 Gy. 1.6.2. Những ứng dụng của mức liều trung bình (1 – 10 kGy) 1.6.2.1. Kiểm sốt ngộ độc thực phẩm do kí sinh trùng Thịt bị, thịt lợn, thịt gia cầm, trứng và các loại thực phẩm hàng ngày được ghi nhận là nguồn gốc chính của các bệnh ngộ độc thực phẩm. Nhân tố lây truyền nguy hiểm nhất là e.coli kiểm huyết thanh dạng O157H7, khuẩn que và sán dây nhiễm trong thịt bị, thịt lợn cĩ thể lây nhiễm các loại vi khuẩn này, với sán dây và giun xoắn nhiễm trong thịt lợn, thịt gia cầm và trứng. Tác nhân gây bệnh cao hơn là vi khuẩn hình que và trùng huyết; các loại ký sinh trùng hiếu khí tiềm ẩn trong sữa, pho- mát, thủy sản và đặc biệt là các loại tơm cua, các vi khuẩn hình que thường lây nhiễm là Vibrio và Shigella. Các loại vi khuẩn, ký sinh trùng này được kiểm sốt rất tốt với liều chiếu xạ trong khoảng từ 1 – 3 kGy. Như đã trình bày ở trên, liều yêu cầu cực tiểu được áp dụng để bảo quản thực phẩm được xây dựng dựa trên bậc suy giảm cá thể trong quần thể và được thể hiện qua giá trị D10. Tuy nhiên, liều cực đại lại được xây dựng theo các quy định của chính phủ từng nước, hoặc được phát triển dựa trên các đặc điểm của độ nhạy cảm âm với bức xạ (chống chịu với bức xạ). Ví dụ thịt bị tươi chưa lọc mỡ và thịt lợn mỡ nhiều thì liều cực đại phải dưới 2,5 kGy để ngăn cản sự chảy mỡ. Đối với trứng dạng lỏng (trứng sống) và cả dạng khơ (trứng chín) liều cho phép cĩ thể hơn 3 kGy, nhưng với vỏ trứng liều 2 kGy cũng đã gây hư hỏng màng bao bọc lịng đỏ. Sữa cĩ thể bị mất mùi ở dải liều thấp, nhưng với các loại pho-mát cĩ thể cho phép chiếu xạ với liều 3 kGy. Hải sản với nồng độ chất béo thấp, ví dụ như cá bơn, thịt ghẹ và các loại sị cĩ thể cho phép chiếu xạ trên 5 kGy mà khơng làm giảm phẩm chất. 1.6.2.2. Kéo dài thời hạn sử dụng Áp dụng cùng mức liều với mục tiêu kiểm sốt ngộ độc thực phẩm cịn cĩ thể kéo dài thời hạn sử dụng của các sản phẩm thơng qua việc giảm các vi sinh gây hư hỏng, các loại vi khuẩn, nấm mốc và các loại men. Ví dụ, với liều 2,5 kGy cĩ thể kéo dài thời hạn sử dụng thịt gà, thịt lợn thêm vài tuần, thời hạn sử dụng của các loại cá ít mỡ là 3 – 4 ngày nếu khơng chiếu xạ, trong khi chiếu liều 5 kGy cĩ thể kéo dài thêm vài tuần. Hơn nữa, thời hạn sử dụng của các loại pho-mát cĩ thể được kéo dài thơng qua việc khử nấm mốc bằng chiếu xạ liều thấp hơn 0,5 kGy. Cuối cùng, sự kéo dài thời hạn sử dụng cho các loại dâu tây, cà rốt, nấm, đu đủ, hành lá và các loại rau cải cịn mở ra một tiềm năng đầy hứa hẹn của việc áp dụng dải liều vài kGy hoặc thấp hơn. 1.6.2.3. Chiếu xạ các loại gia vị Các loại cây xanh luơn chứa các thành phần dưỡng chất và các vi sinh vật được dẫn xuất từ đất, bụi và phân chim trong quá trình cây xanh hấp thụ. Trong quá trình sấy khơ, các vi sinh vật cĩ thể được phát triển lên đến 106 cá thể/gram thực phẩm. Khi sử dụng cơng nghệ sấy khơ trong sản xuất hàng loạt các loại thực phẩm, nếu bỏ qua bước chiếu xạ các vi sinh vật sẽ làm hư hỏng thực phẩm hoặc nguy hiểm hơn là gây nên ngộ độc thực phẩm do nhiễm vi khuẩn. Do xử lý nhiệt ẩm khơng thích ứng với các sản phẩm sấy khơ, các loại gia vị đã qua xử lý EtO để khử nhiễm cơn trùng. Với EtO cịn đang bị xem như chất gây ung thư, nên các nhà chế xuất thực phẩm đang quay sang xử lý bằng bức xạ ion hĩa. Trên thực tế, chiếu xạ hàng gia vị đã được thương mại hĩa ở một số quốc gia trong vài năm gần đây. Ở Hoa Kỳ, việc áp dụng chiếu xạ đã được chấp nhận ở mức liều khơng vượt quá 30 kGy. Tuy nhiên, mức liều từ 5 – 10 kGy cho kết quả thỏa đáng (tiêu diệt vi khuẩn, nấm mốc và cơn trùng) khơng cĩ tác động ngược về mặt hĩa học và độ nhảy cảm bức xạ. 1.6.3. Khử trùng thục phẩm ở mức liều cao (> 10 kGy) Như đã trình bày ở các phần trước, một số thực phẩm như trái cây tươi, rau quả bị giảm phẩm chất khi chiếu xạ liều cao (> 10 kGy). Tuy nhiên, các thực phẩm khác bao gồm thịt gia súc, gia cầm, hải sản, chất lượng vẫn được duy trì tốt miễn là giữ được sự ngăn ngừa chắc chắn. Kết quả là chúng cĩ thể cho hiệu quả khử trùng thực phẩm với mức liều trong khoảng từ 25 – 45 kGy. Để ngăn ngừa sự mất mùi do quá trình oxy hĩa lipid, phải giảm nồng độ oxy bằng việc đĩng gĩi chân khơng, và chiếu xạ phải giữ trong điều kiện nhiệt độ thấp (-20 đến -40 0C). CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ GIA TỐC ĐIỆN TỬ UERL 10-15S2 VÀ CODE MCNP 2.1. Sơ bộ về sử dụng máy gia tốc điện tử trong chiếu xạ [13] Biểu đồ đơn giản hĩa của hệ thống nhà máy chiếu xạ được trình bày trong hình 2.1 Hình 2.1 Sơ đồ đơn giản hĩa của nhà máy chiếu xạ dựa trên hệ thống máy gia tốc Những yếu tố then chốt của nĩ gồm hệ thống máy gia tốc để phát tia năng lượng, hệ thống quét tạo sự bao phủ đồng nhất của tia lên sản phẩm và hệ thống chuyển tải sản phẩm đi qua chùm tia … được kiểm sốt một cách chặt chẽ. Các thiết bị phụ gồm thiết bị chân khơng và các hệ làm mát, hệ che chắn… Để tránh bất kỳ hậu quả nào liên quan đến sự kích hoạt hạt nhân, động năng của điện tử do hệ thống máy gia tốc sinh ra được giới hạn theo quy định là 10 MeV đối với tia điện tử chiếu trực tiếp và 5 MeV ( hay 7,5 MeV ở Hoa Kỳ) đối với chiếu xạ gián tiếp ( bằng tia X bức xạ hãm). Vì khả năng xuyên sâu của chùm tia điện tử tỷ lệ với động năng và vì hiệu suất sinh tia X cũng tỷ lệ thuận với động năng nên người ta thiết kế vận hành hệ thống gia tốc ở gần với các giới hạn cho phép tối đa này. Chùm tia điện tử sinh ra bởi máy gia tốc vi sĩng nĩi chung cĩ bán kính nhỏ hơn nhiều so với kích thước vật lý của sản phẩm được chiếu xạ và do đĩ chùm tia cần phải được quét sau đĩ để những tia chiếu phủ đồng nhất lên tồn thể kiện hàng.Thao tác quét như thế thường được thực hiện bằng một bộ lái tia bằng từ trường biến hiên theo thời gian. Khi xử lý sản phẩm trực tiếp bằng tia điện tử, thì chùm tia đã gia tốc sẽ ra khỏi buồng chân khơng của máy gia tốc qua một cửa sổ lối ra (thường là một tấm titan mỏng ở cuối đầu quét (scan horn) sẽ chiếu thẳng lên sản phẩm. Sản phẩm được di chuyển qua chùm tia quét bằng hệ thống băng tải. Vì máy gia tốc (linac) và hệ thống quét thường vận hành ở những thơng số cố định; cho nên một liều chiếu mong muốn nào đĩ sẽ đạt được bằng cách chọn một tốc độ thích hợp cho hệ thống băng tải. Sau đây ta sẽ nghiên cứu về nguyên lý cấu tạo và vận hành máy gia tốc. Sơ đồ khối của một máy gia tốc thẳng (linac) RF điện tử sĩng đứng điển hình (một kiểu máy gia tốc vi sĩng) được vẽ trên hình 2.2. Các điện tử được sinh ra trong một súng điện tử: chúng được phát xạ nhiệt từ một cathode nĩng và được tạo thành một chùm tia nhờ các điện trường hội tụ đặt giữa các điện cực của súng. Cấu trúc gia tốc này bao gồm một hoặc nhiều các hốc (cavity) cộng hưởng điện từ ở các tần số vi sĩng. Các điện trường dao động được thiết lập nên trong cấu trúc gia tốc này nhờ sự kết nối cơng suất vi sĩng từ một đèn thích hợp như là klystron hoặc magnetron. Các điện trường dao động trong các hốc gia tốc này tạo ra một dịng điện tử đều đặn từ súng th._. Bảng 3.5 Kết quả tính phân bố liều cách tâm 1 cm Điểm D1(kGy) Sai số D2(kGy) Sai số DT (kGy) 1 32,76 0,05 0,00 0,00 32,76 2 36,97 0,04 0,00 0,00 36,97 3 39,09 0,04 0,00 0,00 39,09 4 43,39 0,04 0,00 0,00 43,39 5 28,40 0,05 28,40 0,05 56,80 6 0,00 0,00 43,39 0,04 43,39 7 0,00 0,00 39,09 0,04 39,09 8 0,00 0,00 36,97 0,04 36,97 9 0,00 0,00 32,76 0,05 32,76 Độ bất đồng đều liều: D max/Dmin = 1,73 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Point R e la ti v e D o s e chiếu hai mặt chiếu một mặt Hình 3.10 Đồ thị phân bố liều cách tâm 1 cm Từ đồ thị hình 3.10 ta thấy liều tại tâm cao hơn liều bề mặt độ bất đồng đều bắt đầu vượt giới hạn cho phép (≤ 1,7). 3.3.3 Phân bố liều theo độ sâu cách tâm 2 cm Tiếp tục di chuyển các điểm tính tốn liều ra 2 cm từ tâm, phân bố các điểm tính liều được chỉ ra trong hình 3.11. Độ bất đồng đều liều: D max/Dmin = 1,89, độ bất đồng đều ngày càng tăng chứng tỏ sự giao thoa giữa hai chùm tia ngày càng mạnh. Kết quả tính tốn sau khi xử lý file output của MCNP được đưa ra trong bảng 3.6. Hình 3.11 Phân bố các điểm tính liều cách tâm 2 cm Bảng 3.6 Kết quả tính tốn phân bố liều cách tâm 2 cm Điểm D1(kGy) Sai số D2(kGy) Sai số DT (kGy) 1 32,43 0,05 0,00 0,00 32,43 2 35,66 0,04 0,00 0,00 35,66 3 37,14 0,04 0,01 1,00 37,14 4 43,30 0,04 3,94 0,12 47,24 5 30,67 0,04 30,67 0,04 61,34 6 3,94 0,12 43,30 0,04 47,24 7 0,01 1,00 37,14 0,04 37,15 8 0,00 0,00 35,66 0,04 35,66 9 0,00 0,00 32,43 0,05 32,43 Đồ thị biểu diễn sự phân bố liều được minh họa trong hình 3.12. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Point R e la ti v e D o s e chiếu hai mặt chiếu một mặt Hình 3.12 Đồ thị phân bố liều tại vị trí cách tâm 2 cm 3.3.4 Phân bố liều theo độ sâu cách tâm 3 cm Phân bố các điểm tính liều được minh họa trong hình 3.13, kết quả được trình bày trong bảng 3.7. Hình 3.13 Phân bố các điểm tính liều cách tâm 3 cm Bảng 3.7 Kết quả tính tốn phân bố liều cách tâm 3 cm Điểm D1(kGy) Sai số D2(kGy) Sai số DT (kGy) 1 33,28 0,05 0,00 0,00 33,28 2 37,52 0,04 0,26 052 37,78 3 39,24 0,04 3,10 0,14 42,34 4 40,29 0,04 14,80 0,06 55,09 5 31,77 0,04 31,77 0,04 63,54 6 14,80 0,06 40,29 0,04 55,09 7 3,10 0,14 39,24 0,04 42,34 8 0,26 0,52 37,52 0,04 37,78 9 0,00 0,00 33,28 0,05 33,28 Độ bất đồng đều liều: D max/Dmin = 1,89, so với vị trí cách tâm 2 cm thì độ bất đồng khơng thay đổi nhưng tại các điểm 6, 7, 8 đã cĩ sự đĩng gĩp liều khi chiếu một mặt. Đồ thị biểu diễn sự phân bố liều được minh họa trong hình 3.14. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Point R e la ti v e D o s e chiếu hai mặt chiếu một mặt Hình 3.14 Đồ thị phân bố liều tại vị trí cách tâm 3 cm 3.3.5 Phân bố liều theo độ sâu cách tâm 4 cm Với cách làm tương tự cho trường hợp tính phân bố liều theo chiều sâu tại vị trí cách tâm 4 cm. Phân bố các điểm tính liều được minh họa trong hình 3.15, kết quả được trình bày trong bảng 3.8. Hình 3.15 Phân bố các điểm tính liều cách tâm 4 cm Bảng 3.8 Kết quả tính tốn phân bố liều cách tâm 4 cm Điểm D1(kGy) Sai số D2(kGy) Sai số DT (kGy) 1 35,03 0,05 1,07 0,22 36,10 2 36,84 0,04 4,49 0,12 41,33 3 38,75 0,04 12,35 0,07 51,10 4 38,18 0,04 25,25 0,05 63,43 5 33,96 0,04 33,96 0,04 67,92 6 25,25 0,05 38,18 0,04 63,43 7 12,35 0,07 38,75 0,04 51,10 8 4,49 0,12 36,84 0,04 41,33 9 1,07 0,22 35,03 0,05 36,10 Độ bất đồng đều liều: D max/Dmin = 1,88, độ bất đồng đều dã giảm so với vị trí cách tâm 3 cm đồng thời liều tại điểm 9 khi chiếu từ trên xuống đã cĩ giá trị (1,07 kGy) chứng tỏ rằng chùm tia đã bắt đầu xuyên qua bề dày cách tâm 4 cm. Đồ thị phân bố liều được thể hiện trong hình 3.16. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Point R e la ti v e D o s e chiếu hai mặt chiếu một mặt Hình 3.16 Đồ thị phân bố liều tại vị trí cách tâm 4 cm 3.3.6 Phân bố liều theo độ sâu cách tâm 5 cm Cuối cùng, ta di chuyển các điểm tính liều theo chiều sâu tại vị trí cách tâm 5 cm và tính cả điểm đầu mút của trái Thanh long. Tại vị trí này, bề dày trái Thanh long giảm đáng kể so với bề dày tại tâm, do vậy khi chiếu hai mặt liều tại điểm đầu và điểm cuối sẽ cao hơn so với các vị trí đã khảo sát. Điều này chứng tỏ liều tại điểm đầu và điểm cuối khơng chỉ nhận giá trị liều bề mặt mà nĩ cịn cĩ sự đĩng gĩp đáng kể từ chùm điện tử đối diện. Như vậy, tại vị trí cách tâm 5 cm và tại tâm đã cĩ sự khác biệt khá lớn. Sự khác biệt này tất yếu sẽ dẫn tới độ bất đồng đều liều trên tồn bộ trái Thanh long cao và vượt qua giá trị cho phép (1,7). Phân bố các điểm tính liều tại vị trí cách tâm 5 cm được minh họa trong hình 3.17, kết quả được trình bày trong bảng 3.8. Đồ thị biểu diễn sự phân bố liều tại vị trí cách tâm 5 cm được thể hiện qua hình 3.18. Hình 3.17 Phân bố các điểm tính liều cách tâm 5 cm Bảng 3.9 Kết quả tính tốn phân bố liều cách tâm 5 cm Điểm D1(kGy) Sai số D2(kGy) Sai số DT (kGy) 1 35,87 0,05 12,50 0,07 48,37 2 40,41 0,04 23,33 0,05 63,74 3 42,75 0,04 31,02 0,04 73,77 4 37,77 0,04 37,77 0,04 75,54 5 31,02 0,04 42,75 0,04 73,77 6 23,33 0,05 40,41 0,04 63,74 7 12,50 0,07 35,87 0,05 48,37 8 38,28 0,04 38,28 0,04 76,56 Độ bất đồng đều liều: D max/Dmin = 1,56 Đồ thị biểu diễn sự phân bố liều tại vị trí cách tâm 5 cm được thể hiện qua hình 3.18. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1 2 3 4 5 6 7 8 Point R e la ti v e D o s e "chiếu hai mặt" "chiếu một mặt" Hình 3.18 Đồ thị phân bố liều tại vị trí cách tâm 5 cm 3.4 Hệ số bất đồng đều Từ các kết quả tính tốn phân bố liều bề mặt và chiều sâu tại các vị trí khác nhau, ta đưa ra bảng đánh giá tổng hợp cho sự phân bố liều trong tồn bộ trái Thanh long. Phân bố các điểm tính liều trong tồn bộ trái thanh long được minh họa trong hình 3.19. Kết quả tổng hợp được trình bày trong bảng 3.10 và trong hình 3.20. Độ bất đồng đều liều trong trường hợp này là D max/Dmin=2,44. Từ các số liệu tính tốn trong tất cả các trường hợp, ta thấy chùm tia điện tử cĩ khả năng xuyên tới tâm trái thanh long (độ bất đồng đều liều theo chiều sâu tại tâm là 1,73) nên cĩ thể tiến hành chiếu xạ bằng máy gia tốc chùm tia điện tử năng lượng 10 MeV. Bảng 3.10 Tổng hợp kết quả tính tốn phân bố liều Điểm D1 (kGy) Sai số D2 (kGy) Sai số DT (kGy) Điểm D1 (kGy) Sai số D2 (kGy) Sai số DT (kGy) 1 31,33 0,05 0,00 0,00 31,33 50 31,02 0,04 42,75 0,04 73,77 2 34,82 0,04 0,00 0,00 34,82 51 23,33 0,05 40,41 0,04 63,74 3 38.78 0,04 0,00 0,00 38,78 52 12,50 0,07 35,87 0,05 48,37 4 44,01 0,04 0,00 0,00 44,01 53 38,28 0,04 38,28 0,04 76,56 5 25,94 0,05 25,94 0,05 51,88 54 32,76 0,05 0,00 0,00 32,76 6 0,00 0,00 44,01 0,04 44,01 55 36,97 0,04 0,00 0,00 36,97 7 0,00 0,00 38,78 0,04 38,78 56 39,09 0,04 0,00 0,00 39,09 8 0,00 0,00 34,82 0,04 34,82 57 43,39 0,04 0,00 0,00 43,39 9 0,00 0,00 31,33 0,05 31,33 58 28,40 0,05 28,40 0,05 56,80 10 32,76 0,05 0,00 0,00 32,76 59 0,00 0,00 43,39 0,04 43,39 11 36,97 0,04 0,00 0,00 36,97 60 0,00 0,00 39,09 0,04 39,09 12 39,09 0,04 0,00 0,00 39,09 61 0,00 0,00 36,97 0,04 36,97 13 43,39 0,04 0,00 0,00 43,39 62 0,00 0,00 32,76 0,05 32,76 14 28,40 0,05 28,40 0,05 56,80 63 32,43 0,05 0,00 0,00 32,43 15 0,00 0,00 43,39 0,04 43,39 64 35,66 0,04 0,00 0,00 35,66 16 0,00 0,00 39,09 0,04 39,09 65 37,14 0,04 0,01 1,00 37,14 17 0,00 0,00 36,97 0,04 36,97 66 43,30 0,04 3,94 0,12 47,24 18 0,00 0,00 32,76 0,05 32,76 67 30,67 0,04 30,67 0,04 61,34 19 32,43 0,05 0,00 0,00 32,43 68 3,94 0,12 43,30 0,04 47,24 20 35,66 0,04 0,00 0,00 35,66 69 0,01 1,00 37,14 0,04 37,15 21 37,14 0,04 0,01 1,00 37,14 70 0,00 0,00 35,66 0,04 35,66 22 43,30 0,04 3,94 0,12 47,24 71 0,00 0,00 32,43 0,05 32,43 23 30,67 0,04 30,67 0,04 61,34 72 33,28 0,05 0,00 0,00 33,28 24 3,94 0,12 43,30 0,04 47,24 73 37,52 0,04 0,26 052 37,78 25 0,01 1,00 37,14 0,04 37,15 74 39,24 0,04 3,10 0,14 42,34 26 0,00 0,00 35,66 0,04 35,66 75 40,29 0,04 14,80 0,06 55,09 27 0,00 0,00 32,43 0,05 32,43 76 31,77 0,04 31,77 0,04 63,54 28 33,28 0,05 0,00 0,00 33,28 77 14,80 0,06 40,29 0,04 55,09 29 37,52 0,04 0,26 052 37,78 78 3,10 0,14 39,24 0,04 42,34 Bảng 3.10 Tổng hợp kết quả tính tốn phân bố liều (tiếp theo) 30 39,24 0,04 3,10 0,14 42,34 79 0,26 0,52 37,52 0,04 37,7 31 40,29 0,04 14,80 0,06 55,09 80 0,00 0,00 33,28 0,05 33,28 32 31,77 0,04 31,77 0,04 63,54 81 35,03 0,05 1,07 0,22 36,10 33 14,80 0,06 40,29 0,04 55,09 82 36,84 0,04 4,49 0,12 41,33 34 3,10 0,14 39,24 0,04 42,34 83 38,75 0,04 12,35 0,07 51,10 35 0,26 0,52 37,52 0,04 37,78 84 38,18 0,04 25,25 0,05 63,43 36 0,00 0,00 33,28 0,05 33,28 85 33,96 0,04 33,96 0,04 67,92 37 35,03 0,05 1,07 0,22 36,10 86 25,25 0,05 38,18 0,04 63,43 38 36,84 0,04 4,49 0,12 41,33 87 12,35 0,07 38,75 0,04 51,10 39 38,75 0,04 12,35 0,07 51,10 88 4,49 0,12 36,84 0,04 41,33 40 38,18 0,04 25,25 0,05 63,43 89 1,07 0,22 35,03 0,05 36,10 41 33,96 0,04 33,96 0,04 67,92 90 35,87 0,05 12,50 0,07 48,37 42 25,25 0,05 38,18 0,04 63,43 91 40,41 0,04 23,33 0,05 63,74 43 12,35 0,07 38,75 0,04 51,10 92 42,75 0,04 31,02 0,04 73,77 44 4,49 0,12 36,84 0,04 41,33 93 37,77 0,04 37,77 0,04 75,54 45 1,07 0,22 35,03 0,05 36,10 94 31,02 0,04 42,75 0,04 73,77 46 35,87 0,05 12,50 0,07 48,37 95 23,33 0,05 40,41 0,04 63,74 47 40,41 0,04 23,33 0,05 63,74 96 12,50 0,07 35,87 0,05 48,37 48 42,75 0,04 31,02 0,04 73,77 97 38,28 0,04 38,28 0,04 76,56 49 37,77 0,04 37,77 0,04 75,54 Tuy nhiên, khi chiếu xạ hai mặt sự giao thoa của chùm tia từ hai scanning horn mạnh tại hai đầu mút. Kết quả của sự giao thoa này dẫn tới liều ở gần hai đầu mút cao hơn nhiều so với liều tại tâm. Đây là nguyên nhân gây ra độ bất đồng đều liều rất cao khơng đáp ứng được yêu cầu chiếu xạ trái cây. Để khắc phục hạn chế nhược điểm này, đề tài đã nghiên cứu và đưa ra các tính tốn che chắn nhằm giảm liều tại vị trí hai đầu mút. Khi đĩ độ bất đồng đều liều sẽ đạt yêu cầu. Hình 3.20 Tổng hợp kết quả tính tốn phân bố liều trên tồn bộ trái thanh long 3.5 Các kỹ thuật làm giảm độ bất đồng đều. Theo đánh giá, phân tích số liệu trong bảng 3.10, ta đã nhận định rằng độ bất đồng đều lớn do cĩ sự giao thoa giữa chùm tia từ hai đầu phát. Sự giao thoa được minh họa trong hình 3.21. Như vậy, để giảm bất đồng đều ta phải che chắn tại hai đầu mút nhằm giảm sự giao thoa. Trong đề tài, tác giả đã nghiên cứu, tính tốn và đưa ra giải pháp là hai lớp nhơm che chắn như trong hình 3.22. Lớp nhơm thứ nhất với chiều dày 0,02 cm, cĩ tác dụng tăng liều bề mặt tại tâm trái Thanh long nhờ hiệu ứng buid-up của chùm tia điện tử. Vì chiều dày lớp nhơm rất nhỏ (0,02 cm) nên độ xuyên sâu của chùm điện tử giảm khơng đáng kể tại tâm. Lớp nhơm thứ hai chiều dày 0,5 cm cĩ tác dụng hấp thụ chùm điện tử để hạn chế sự giao thoa tại các điểm đầu mút. Lớp nhơm thứ hai đĩng vai trị là làm tăng chiều dày trái Thanh long ở hai đầu mút, khi đĩ liều tại đầu mút sẽ cân bằng với liều tại tâm. Kết quả thu được từ việc che chắn hai lớp nhơm được trình bày trong bảng 3.11 và hình 3.22. Hình 3.21 Sự giao thoa giữa các tia điện tử từ hai đầu quét Bảng 3.11 Kết quả tính tốn phân bố liều khi che chắn hai lớp nhơm Điểm D1 (kGy) Sai số D2 (kGy) Sai số DT (kGy) Điểm D1 (kGy) Sai số D2 (kGy) Sai số DT (kGy) 1 33,06 0,06 0,00 0,00 33,06 50 16,54 0,06 27,68 0,05 44,22 2 35,31 0,05 0,00 0,00 35,31 51 11,13 0,08 32,32 0,05 43,45 3 39,93 0,04 0,00 0,00 39,93 52 5,42 0,10 35,19 0,05 40,61 4 43,14 0,04 0,00 0,00 43,14 53 23,97 0,06 23,97 0,06 47,93 5 21,53 0,05 21,53 0,05 43,06 54 34,15 0,05 0,00 0,00 34,15 6 0,00 0,00 43,14 0,04 43,14 55 37,00 0,05 0,00 0,00 37,00 7 0,00 0,00 39,93 0,04 39,93 56 40,32 0,04 0,00 0,00 40,32 8 0,00 0,00 35,31 0,05 35,31 57 45,22 0,04 0,14 0,76 45,35 9 0,00 0,00 33,06 0,06 33,06 58 25,08 0,05 25,08 0,05 50,17 10 34,15 0,05 0,00 0,00 34,15 59 0,14 0,76 45,22 0,04 45,35 11 37,00 0,05 0,00 0,00 37,00 60 0,00 0,00 40,32 0,04 40,32 12 40,32 0,04 0,00 0,00 40,32 61 0,00 0,00 37,00 0,05 37,00 13 45,22 0,04 0,14 0,76 45,35 62 0,00 0,00 34,15 0,05 34,15 14 25,08 0,05 25,08 0,05 50,17 63 33,04 0,06 0,00 0,00 33,04 15 0,14 0,76 45,22 0,04 45,35 64 37,55 0,04 0,00 0,00 37,55 16 0,00 0,00 40,32 0,04 40,32 65 44,01 0,04 0,00 0,00 44,01 17 0,00 0,00 37,00 0,05 37,00 66 48,38 0,04 1,68 0,20 50,06 18 0,00 0,00 34,15 0,05 34,15 67 27,50 0,05 27,50 0,05 55,01 19 33,04 0,06 0,00 0,00 33,04 68 1,68 0,20 48,38 0,04 50,06 Bảng 3.11 Kết quả tính tốn phân bố liều khi che chắn hai lớp nhơm (tiếp theo) 20 37,55 0,04 0,00 0,00 37,55 69 0,00 0,00 44,01 0,04 44,01 21 44,01 0,04 0,00 0,00 44,01 70 0,00 0,00 37,55 0,04 37,55 22 48,38 0,04 1,68 0,20 50,06 71 0,00 0,00 33,04 0,06 33,04 23 27,50 0,05 27,50 0,05 55,01 72 45,57 0,05 0,04 1,00 45,61 24 1,68 0,20 48,38 0,04 50,06 73 46,27 0,04 0,12 0,53 46,39 25 0,00 0,00 44,01 0,04 44,01 74 44,87 0,04 0,64 0,32 45,51 26 0,00 0,00 37,55 0,04 37,55 75 38,92 0,04 4,47 0,12 43,38 27 0,00 0,00 33,04 0,06 33,04 76 26,68 0,05 26,68 0,05 53,36 28 45,57 0,05 0,04 1,00 45,61 77 4,47 0,12 38,92 0,04 43,38 29 46,27 0,04 0,12 0,53 46,39 78 0,64 0,32 44,87 0,04 45,51 30 44,87 0,04 0,64 0,32 45,51 79 0,12 0,53 46,27 0,04 46,39 31 38,92 0,04 4,47 0,12 43,38 80 0,04 1,00 45,57 0,05 45,61 32 26,68 0,05 26,68 0,05 53,36 81 34,54 0,05 0,57 0,36 35,11 33 4,47 0,12 38,92 0,04 43,38 82 32,91 0,05 2,07 0,17 34,98 34 0,64 0,32 44,87 0,04 45,51 83 31,87 0,05 4,11 0,12 35,99 35 0,12 0,53 46,27 0,04 46,39 84 29,15 0,05 13,36 0,07 42,50 36 0,04 1,00 45,57 0,05 45,61 85 27,58 0,05 27,58 0,05 55,16 37 34,54 0,05 0,57 0,36 35,11 86 13,36 0,07 29,15 0,05 42,50 38 32,91 0,05 2,07 0,17 34,98 87 4,11 0,12 31,87 0,05 35,99 39 31,87 0,05 4,11 0,12 35,99 88 2,07 0,17 32,91 0,05 34,98 40 29,15 0,05 13,36 0,07 42,50 89 0,57 0,36 34,54 0,05 35,11 41 27,58 0,05 27,58 0,05 55,16 90 35,19 0,05 5,42 0,10 40,61 42 13,36 0,07 29,15 0,05 42,50 91 32,32 0,05 11,13 0,08 43,45 43 4,11 0,12 31,87 0,05 35,99 92 27,68 0,05 16,54 0,06 44,22 44 2,07 0,17 32,91 0,05 34,98 93 24,33 0,05 24,33 0,05 48,67 45 0,57 0,36 34,54 0,05 35,11 94 16,54 0,06 27,68 0,05 44,22 46 35,19 0,05 5,42 0,10 40,61 95 11,13 0,08 32,32 0,05 43,45 47 32,32 0,05 11,13 0,08 43,45 96 5,42 0,10 35,19 0,05 40,61 48 27,68 0,05 16,54 0,06 44,22 97 23,97 0,06 23,97 0,06 47,93 49 24,33 0,05 24,33 0,05 48,67 Độ bất đồng đều liều: D max/Dmin = 1,67 Hình 3.22 Kết quả tính tốn phân bố liều khi che chắn hai lớp nhơm trên tồn bộ trái thanh long 3.6 Đánh giá năng suất của thiết bị.[4] Máy gia tốc UERL 10-15S2 thuộc nhĩm máy gia tốc năng lượng cao. Máy này cĩ các ưu điểm sau: - Suất liều lớn: ưu điểm này giúp thời gian xử lý nhanh, cho sản lượng cao, cĩ giá thành giảm và tiết kiệm năng lượng. - Tác động theo một hướng nhất định: Nếu như nguồn gamma phát ra bức xạ theo mọi hướng, kể cả những hướng khơng cĩ sản phẩm cần chiếu xạ, thì chùm hạt gia tốc luơn hướng theo phía cĩ sản phẩm. Do đĩ hiệu suất sử dụng năng lượng tăng đáng kể so với nguồn gamma. - Hiệu suất sử dụng năng lượng cao Theo định nghĩa Hiệu suất sử dụng năng lượng để xử lý thực phẩm được giới thiệu trong bảng 3.12 Năng lượng hấp thụ trong sản phẩm Hiệu suất sử dụng năng lượng  Năng lượng do nguồn phát ra Bảng 3.12 So sánh hiệu suất sử dụng năng lượng của các nguồn bức xạ [4] Nguồn bức xạ Hiệu suất % Máy gia tốc electron nhanh 10 MeV Nguồn bức xạ hãm Emax=5 MeV Nguồn 60Co Nguồn 137Cs 60 50 30 20 Từ bảng trên ta thấy hiệu suất sử dụng năng lượng của nguồn bức xạ của electron nhanh là lớn nhất. Bên cạnh các ưu điểm nêu trên, máy gia tốc UERL 10-15S2 vẫn cịn các nhược điểm sau: - Độ xuyên thấp: Nhược điểm chủ yếu của bức xạ electron dưới quan điểm của cơng nghệ bức xạ là độ xuyên thấp so với bức xạ gamma - Tính khơng đồng đều về liều: Khả năng xuyên sâu thấp của electron nhanh cịn gây ra tính khơng đồng đều về liều trong vật bị chiếu. KẾT LUẬN Việc ứng dụng máy gia tốc chùm tia điện tử để chiếu xạ trái cây nĩi chung và trái Thanh long nĩi riêng là rất khĩ khăn do khả năng xuyên sâu của chùm điện tử thấp. Trong những năm gần đây việc nghiên cứu và sử dụng code MCNP trong quá trình mơ phỏng tính tốn phân bố liều trong chiếu xạ để xử lý hoa quả, thực phẩm đơng lạnh phục vụ xuất khẩu và khử trùng dụng cụ y tế đã trở nên phổ biến do những ưu điểm của chương trình này mang lại. Trong luận văn này, khi nghiên cứu chiếu xạ thanh long trên thiết bị gia tốc điện tử UERL- 10-15S2, chúng tơi đã thu được các kết quả sau: - Tìm hiểu kích cỡ trái Thanh long, cách đĩng gĩi xuất khẩu. - Tính tốn phân bố liều trên bề mặt trái Thanh long. - Tính tốn 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 cơn trùng trên bề mặt. - Đánh giá năng suất xử lý của thiết bị. Qua tính tốn phân bố liều ta thấy khơng thể chiếu trực tiếp chùm tia điện tử năng lượng 10 MeV xuống trái thanh long vì khi đĩ độ bất đồng đều là 2.44. Để khai thác được máy gia tốc chùm tia điện tử năng lượng 10 MeV vào việc chiếu xạ trái thanh long ta cần phải tính tốn các phương pháp giảm độ bất đồng đều liều. Các tính tốn trong luận văn này cho thấy khi che chắn hai lớp nhơm (chiều dày mỗi lớp là 0.2 cm) cho độ bất đồng đều liều rất tốt (1.67). Đây cĩ thể được xem là phương pháp hữu hiệu để khai thác máy gia tốc chùm tia điện tử trong chiếu xạ thanh long và là một phát hiện mới của đề tài. Với các kết quả nhận được ban đầu đề tài cĩ thể được xem như là một tài liệu tham khảo hữu ích cho nhân viên vận hành trong quá trình tìm hiểu về máy gia tốc và xác định liều cho trái Thanh long. Đồng thời cũng là cơ sở khuyến cáo khách hàng nên đĩng gĩi kích thước thùng hàng như thế nào để xử lý hiệu quả nhất. Qua đĩ, đề tài đã giải quyết được một trong những nhiệm vụ của trung tâm nghiên cứu và triển khai cơng nghệ bức xạ đĩ là dựa trên cơ sở tính tốn của đề tài, trung tâm sẽ đưa vào kiểm chứng bằng thực tiễn khi máy gia tốc được lắp đặt. HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài chỉ mới tính tốn mơ phỏng bằng chương trình MCNP, chưa đo được phân bố liều thực tế do trung tâm “Nghiên cứu và triển khai cơng nghệ bức xạ” đang trong quá trình xây dựng và lắp đặt máy gia tốc. Nếu cĩ thêm số liệu đo đạc thì số liệu tính tốn trong đề tài này càng khẳng định tính đúng đắn của phương pháp tính tốn và sẽ cĩ giá trị hơn nhiều. Với hạn chế như đã nêu, tác giả xin đề nghị những luận văn sau tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu sâu thêm đề tài và tiến hành lấy số liệu đo đạc từ thực nghiệm sau khi trung tâm đã hồn thành việc lắp đặt máy gia tốc. Từ đĩ kiểm chứng và đối chiếu với số liệu tính tốn để ngày càng hồn chĩnh luận văn hơn, cĩ thể gĩp phần đưa chiếu xạ Thanh long bằng cách sử dụng máy gia tốc được ứng dụng rộng rãi tại Bình Thuận đáp ứng nhu cầu xuất khẩu. Đây là một cơng việc nên được tiếp tục trong tương lai. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Trần Văn Hùng (2008), Báo cáo tổng kết tính tốn liều chiếu xạ và chế độ chiếu xạ phục vụ xử lý hàng đơng lạnh và dụng cụ y tế trên máy gia tốc UERL-10-15T, TP Hồ Chí Minh. 2. Ngơ Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, Nxb khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 3. Nguyễn Quang Miên (2008), Giáo trình ghi nhận và đo lường bức xạ hạt nhân, trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh. 4. Trần Đại Nghiệp (2002), Giáo trình cơng nghệ bức xạ, Nxb khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 5. Nguyễn Đơng Sơn (2009), Giáo trình ứng dụng bức xạ ion hĩa và kỹ thuật hạt nhân trong y tế,trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh. 6. Châu Văn Tạo (2004), An tồn bức xạ ion hĩa, Nxb Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh. 7. Tiếng Anh 8. Corad Service Ltd, office 206, 27, Partizanskaya Street, St, Petersburg, 195248, Russia – Design and Manufacture in X-Ray and accelerators technology (2009), Technical requirements of the electron beam system delivered under contract No 01/12-08-1 and rooms for this electron beam system. 9. Council for Agricultural Sience and Technology,(1989), Tạp chí Ionizing enery in food processing and pest control, Task Force Report, No 115, ii.applications. 10. J.F.Briesmeister, (1997), MCNP- A General Monte Carlo N-Particle Transport Code Version 4C2, Transport Methods Group, Los Alamos National Laboratory. 11. Loiseau (2007), IAEA / RCA Regional training course e-beam & X-ray applications fruits & frozen food, High – performance X-ray sustems for radiation processing. 12. NCRP report No.51 Radiation protection design guidelines for 0.1 – 100 MeV paricle accelerator facilities. 13. R.B.Miller (2005) Electronic Irradiation of Food, An Introduction to the Technology, Springer, New Mexico. PHỤ LỤC Phụ lục A: Input tính tốn phân bố liều trên tồn bộ trái thanh long 1 6 -0.97 -46 #21 #22 #23 #24 #25 #26 #27 #28 #29 & #30 #31 #32 #33 #34 #35 #36 #37 #38 #39 #40 #41 #42 & #43 #44 #45 #46 #47 #48 #49 #50 #51 #52 #53 #54 #55 & #56 #57 #58 #59 #60 #61 #62 #63 #64 #65 #66 #67 #68 & #69 #70 #71 #72 #73 trcl=(0 0 -125) imp:e=2 $trai thanh long 10 2 -0.001293 -6 23 24 -25 26 -27 #1 #20 #21 #22 #23 & #24 #25 #26 #27 #28 #29 & #30 #31 #32 #33 #34 #35 #36 #37 #38 #39 #40 #41 #42 & #43 #44 #45 #46 #47 #48 #49 #50 #51 #52 #53 #54 #55 & #56 #57 #58 #59 #60 #61 #62 #63 #64 #65 #66 #67 #68 & #69 #70 #71 #72 #73 imp:e=1 $kk 20 10 -4.5 -6 13 7 -8 11 -12 imp:e=1 $cua so tital 21 6 -0.97 -39 trcl=(0 0 -120.5) imp:e=2 22 like 21 but trcl=(0 0 -121.5) 23 like 21 but trcl=(0 0 -122.5) 24 like 21 but trcl=(0 0 -123.75) 25 like 21 but trcl=(0 0 -125) 26 like 21 but trcl=(0 0 -126.25) 27 like 21 but trcl=(0 0 -127.5) 28 like 21 but trcl=(0 0 -128.5) 29 like 21 but trcl=(0 0 -129.5) 30 like 21 but trcl=(1 0 -120.6) 31 like 21 but trcl=(1 0 -121.6) 32 like 21 but trcl=(1 0 -122.6) 33 like 21 but trcl=(1 0 -123.76) 34 like 21 but trcl=(1 0 -125) 35 like 21 but trcl=(1 0 -126.24) 36 like 21 but trcl=(1 0 -127.4) 37 like 21 but trcl=(1 0 -128.4) 38 like 21 but trcl=(1 0 -129.4) 39 like 21 but trcl=(2 0 -120.8) 40 like 21 but trcl=(2 0 -121.8) 41 like 21 but trcl=(2 0 -122.8) 42 like 21 but trcl=(2 0 -123.8) 43 like 21 but trcl=(2 0 -125) 44 like 21 but trcl=(2 0 -126.1) 45 like 21 but trcl=(2 0 -127.1) 46 like 21 but trcl=(2 0 -128.1) 47 like 21 but trcl=(2 0 -129.18) 48 like 21 but trcl=(3 0 -121.2) 49 like 21 but trcl=(3 0 -122) 50 like 21 but trcl=(3 0 -123) 51 like 21 but trcl=(3 0 -124) 52 like 21 but trcl=(3 0 -125) 53 like 21 but trcl=(3 0 -126) 54 like 21 but trcl=(3 0 -127) 55 like 21 but trcl=(3 0 -128) 56 like 21 but trcl=(3 0 -128.8) 57 like 21 but trcl=(4 0 -121.8) 58 like 21 but trcl=(4 0 -122.59) 59 like 21 but trcl=(4 0 -123.38) 60 like 21 but trcl=(4 0 -124.2) 61 like 21 but trcl=(4 0 -125) 62 like 21 but trcl=(4 0 -125.8) 63 like 21 but trcl=(4 0 -126.6) 64 like 21 but trcl=(4 0 -127.36) 65 like 21 but trcl=(4 0 -128.1) 66 like 21 but trcl=(5 0 -122.9) 67 like 21 but trcl=(5 0 -123.65) 68 like 21 but trcl=(5 0 -124.35) 69 like 21 but trcl=(5 0 -125) 70 like 21 but trcl=(5 0 -125.67) 71 like 21 but trcl=(5 0 -126.35) 72 like 21 but trcl=(5 0 -127.1) 73 like 21 but trcl=(5.75 0 -125) c 31 5 -2.7 40 -41 42 -43 44 -45 trcl=(0 0 -120.9) imp:e=1 $lop nhom 1 c 32 5 -2.7 47 -48 49 -50 51 -52 trcl=(5.75 0 -120.3) imp:e=1 $lop nhom 2 100 0 (6:-23:-24:25:-26:27) imp:e=0 1 p 0 1 -0.61875 -1.5 2 p 0 1 -0.61875 -0.5 3 p 0 1 0.61875 0.5 4 p 0 1 0.61875 1.5 5 pz 0 6 pz -80 7 px -10 8 px 10 9 px -1.05 10 px 1.05 11 py -40 12 py 40 13 pz -80.0135 14 px -20 15 px 20 16 py -23 17 py 23 18 pz -110.0135 19 px -60 20 px 60 21 pz -150.0235 22 pz -130.0135 23 pz -140 24 px -25 25 px 25 26 py -50 27 py 50 28 px -220 29 px 220 30 py -220 31 py 220 32 pz -250 33 px -0.25 34 px 0.25 35 py -0.25 36 py 0.25 37 pz -0.25 38 pz 0.25 39 so 0.25 40 px -10 41 px 10 42 py -40 43 py 40 44 pz -0.3 45 pz 0.3 46 ell -2.34 0 0 2.34 0 0 6 47 px -2 48 px 2 49 py -2 50 py 2 51 pz -0.3 52 pz 0.3 mode e m2 7000 -0.755 8000 -0.232 & 18000 -0.013$Khong khi m6 1000 -0.0069 6000 -0.04542 7000 -0.00383 8000 -0.004385$Dummy m5 13000 -1.0$ Nhom m10 22000 1 $tital sdef erg=10 pos=0 0 -80.0001 X=d2 Y=d1 Z=-80.0001 par=3 vec=0 0 -1 dir=1 SI1 -30 30 SP1 0 1 si2 -10 10 sp2 0 1 f4:e 21 22 23 24 25 26 27 28 29 f14:e 30 31 32 33 34 35 36 37 38 f24:e 39 40 41 42 43 44 45 46 47 f34:e 48 49 50 51 52 53 54 55 56 f44:e 57 58 59 60 61 62 63 64 65 f54:e 66 67 68 69 70 71 72 73 DE 0.01 0.03 0.05 0.07 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 & 0.55 0.6 0.65 0.7 0.8 1 1.4 1.8 2 2.3 2.5 2.8 3.3 3.8 4.3 4.8 & 5.3 5.8 6.3 6.8 7.3 7.8 8.3 8.8 9.3 9.8 10.3 DF 6.22E+09 1.99E+09 1.26E+09 9.64E+08 7.41E+08 5.66E+08 4.76E+08 & 4.21E+08 3.83E+08 3.56E+08 3.35E+08 3.19E+08 3.05E+08 2.94E+08 & 2.85E+08 2.77E+08 2.70E+08 2.59E+08 2.43E+08 2.24E+08 2.15E+08 & 2.11E+08 2.08E+08 2.06E+08 2.03E+08 2.01E+08 1.99E+08 1.98E+08 & 1.97E+08 1.96E+08 1.95E+08 1.95E+08 1.94E+08 1.94E+08 1.94E+08 & 1.93E+08 1.93E+08 1.93E+08 1.93E+08 1.92E+08 ctme 1440 Phụ lục B: Input tính tốn phân bố liều trên tồn bộ trái thanh long khi che hai lớp nhơm 1 6 -0.97 -46 #21 #22 #23 #24 #25 #26 #27 #28 #29 & #30 #31 #32 #33 #34 #35 #36 #37 #38 #39 #40 #41 #42 & #43 #44 #45 #46 #47 #48 #49 #50 #51 #52 #53 #54 #55 & #56 #57 #58 #59 #60 #61 #62 #63 #64 #65 #66 #67 #68 & #69 #70 #71 #72 #73 trcl=(0 0 -125) imp:e=2 $hang 10 2 -0.001293 -6 23 24 -25 26 -27 #1 #20 #21 #22 #23 & #24 #25 #26 #27 #28 #29 & #30 #31 #32 #33 #34 #35 #36 #37 #38 #39 #40 #41 #42 & #43 #44 #45 #46 #47 #48 #49 #50 #51 #52 #53 #54 #55 & #56 #57 #58 #59 #60 #61 #62 #63 #64 #65 #66 #67 #68 & #69 #70 #71 #72 #73 #74 #75 imp:e=1 $kk 20 10 -4.5 -6 13 7 -8 11 -12 imp:e=1 $cua so tital 21 6 -0.97 -39 trcl=(0 0 -120.5) imp:e=2 22 like 21 but trcl=(0 0 -121.5) 23 like 21 but trcl=(0 0 -122.5) 24 like 21 but trcl=(0 0 -123.75) 25 like 21 but trcl=(0 0 -125) 26 like 21 but trcl=(0 0 -126.25) 27 like 21 but trcl=(0 0 -127.5) 28 like 21 but trcl=(0 0 -128.5) 29 like 21 but trcl=(0 0 -129.5) 30 like 21 but trcl=(1 0 -120.6) 31 like 21 but trcl=(1 0 -121.6) 32 like 21 but trcl=(1 0 -122.6) 33 like 21 but trcl=(1 0 -123.76) 34 like 21 but trcl=(1 0 -125) 35 like 21 but trcl=(1 0 -126.24) 36 like 21 but trcl=(1 0 -127.4) 37 like 21 but trcl=(1 0 -128.4) 38 like 21 but trcl=(1 0 -129.4) 39 like 21 but trcl=(2 0 -120.8) 40 like 21 but trcl=(2 0 -121.8) 41 like 21 but trcl=(2 0 -122.8) 42 like 21 but trcl=(2 0 -123.8) 43 like 21 but trcl=(2 0 -125) 44 like 21 but trcl=(2 0 -126.1) 45 like 21 but trcl=(2 0 -127.1) 46 like 21 but trcl=(2 0 -128.1) 47 like 21 but trcl=(2 0 -129.18) 48 like 21 but trcl=(3 0 -121.2) 49 like 21 but trcl=(3 0 -122) 50 like 21 but trcl=(3 0 -123) 51 like 21 but trcl=(3 0 -124) 52 like 21 but trcl=(3 0 -125) 53 like 21 but trcl=(3 0 -126) 54 like 21 but trcl=(3 0 -127) 55 like 21 but trcl=(3 0 -128) 56 like 21 but trcl=(3 0 -128.8) 57 like 21 but trcl=(4 0 -121.8) 58 like 21 but trcl=(4 0 -122.59) 59 like 21 but trcl=(4 0 -123.38) 60 like 21 but trcl=(4 0 -124.2) 61 like 21 but trcl=(4 0 -125) 62 like 21 but trcl=(4 0 -125.8) 63 like 21 but trcl=(4 0 -126.6) 64 like 21 but trcl=(4 0 -127.36) 65 like 21 but trcl=(4 0 -128.1) 66 like 21 but trcl=(5 0 -122.9) 67 like 21 but trcl=(5 0 -123.65) 68 like 21 but trcl=(5 0 -124.35) 69 like 21 but trcl=(5 0 -125) 70 like 21 but trcl=(5 0 -125.67) 71 like 21 but trcl=(5 0 -126.35) 72 like 21 but trcl=(5 0 -127.1) 73 like 21 but trcl=(5.75 0 -125) 74 5 -2.7 40 -41 42 -43 44 -45 trcl=(0 0 -120.1) imp:e=1 $lop nhom 1 75 5 -2.7 47 -48 49 -50 51 -52 trcl=(5.75 0 -119.85) imp:e=1 $lop nhom 2 100 0 (6:-23:-24:25:-26:27) imp:e=0 1 p 0 1 -0.61875 -1.5 2 p 0 1 -0.61875 -0.5 3 p 0 1 0.61875 0.5 4 p 0 1 0.61875 1.5 5 pz 0 6 pz -80 7 px -10 8 px 10 9 px -1.05 10 px 1.05 11 py -40 12 py 40 13 pz -80.0135 14 px -20 15 px 20 16 py -23 17 py 23 18 pz -110.0135 19 px -60 20 px 60 21 pz -150.0235 22 pz -130.0135 23 pz -140 24 px -25 25 px 25 26 py -50 27 py 50 28 px -220 29 px 220 30 py -220 31 py 220 32 pz -250 33 px -0.25 34 px 0.25 35 py -0.25 36 py 0.25 37 pz -0.25 38 pz 0.25 39 so 0.25 40 px -10 41 px 10 42 py -40 43 py 40 44 pz -0.01 45 pz 0.01 46 ell -2.34 0 0 2.34 0 0 6 47 px -2.5 48 px 2.5 49 py -2 50 py 2 51 pz -0.2 52 pz 0.2 mode e m2 7000 -0.755 8000 -0.232 & 18000 -0.013$Khong khi m6 1000 -0.0069 6000 -0.04542 7000 -0.00383 8000 -0.004385$Dummy m5 13000 -1.0$ Nhom m10 22000 1 $tital sdef erg=10 pos=0 0 -80.0001 X=d2 Y=d1 Z=-80.0001 par=3 vec=0 0 -1 dir=1 SI1 -30 30 SP1 0 1 si2 -10 10 sp2 0 1 f4:e 21 22 23 24 25 26 27 28 29 f14:e 30 31 32 33 34 35 36 37 38 f24:e 39 40 41 42 43 44 45 46 47 f34:e 48 49 50 51 52 53 54 55 56 f44:e 57 58 59 60 61 62 63 64 65 f54:e 66 67 68 69 70 71 72 73 DE 0.01 0.03 0.05 0.07 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 & 0.55 0.6 0.65 0.7 0.8 1 1.4 1.8 2 2.3 2.5 2.8 3.3 3.8 4.3 4.8 & 5.3 5.8 6.3 6.8 7.3 7.8 8.3 8.8 9.3 9.8 10.3 DF 6.22E+09 1.99E+09 1.26E+09 9.64E+08 7.41E+08 5.66E+08 4.76E+08 & 4.21E+08 3.83E+08 3.56E+08 3.35E+08 3.19E+08 3.05E+08 2.94E+08 & 2.85E+08 2.77E+08 2.70E+08 2.59E+08 2.43E+08 2.24E+08 2.15E+08 & 2.11E+08 2.08E+08 2.06E+08 2.03E+08 2.01E+08 1.99E+08 1.98E+08 & 1.97E+08 1.96E+08 1.95E+08 1.95E+08 1.94E+08 1.94E+08 1.94E+08 & 1.93E+08 1.93E+08 1.93E+08 1.93E+08 1.92E+08 ctme 500 ._.