Công Nghệ Tia X (X-rays)

Chiếu xạ tia X là một kỹ thuật được phát triển từ công nghệ chùm tia điện tử và vẫn đang được tiếp tục phát triển. Máy phát tia X là một phiên bản mạnh hơn của máy được sử dụng trong nhiều bệnh viện và phòng khám nha khoa để chụp ảnh X-quang. Giống như tia gamma, tia X có tính xuyên thấu qua thực phẩm cao đòi hỏi cần được che chắn an toàn. Tuy nhiên, giống như chùm tia điện tử, máy phát tia X có thể được bật tắt khi sử dụng.

Tia X là một dạng bức xạ điện từ có nhiều bước sóng ngắn. Chúng được tạo ra khi các hạt mang điện, chuyển động với vận tốc rất cao, bị làm chậm lại nhanh chóng khi va vào mục tiêu. Phần động năng của các electron được chuyển thành tia X (hiệu suất chuyển đổi) cao hơn đối với chất hấp thụ có số hiệu nguyên tử cao hơn; do đó, các vật liệu như vonfram và tantali được sử dụng làm bộ chuyển đổi tia X.

Để xử lý thực phẩm, máy chiếu xạ tia X phải được vận hành ở mức năng lượng từ 5 MeV trở xuống.

Ngày nay, với các máy chiếu xạ hiện đại, chế độ xử lý bằng tia X được tích hợp cùng máy chiếu xạ tia điện tử (ebeam), giúp cho việc xử lý trở nên linh hoạt, nhanh chóng và hiệu quả.

Radiation processing

Bốn thiết bị chiếu xạ tia X thương mại đã được chế tạo từ năm 1996. Một số thiết bị chiếu xạ tia X đã được chế tạo bằng cách chuyển các electron thành tia X để đạt được độ xuyên sâu cần thiết cho các pallet thực phẩm.

Ở thời điểm hiện tại, phần lớn các máy chiếu xạ X-ray được tích hợp vào cùng Ebeam, điều này giúp việc xử lý trở nên linh hoạt và hiểu quả. Hệ thống máy hiện đại kết hợp cùng phần mềm cài đặt chuyên dụng giúp chuyển đối năng lượng Ebeam sang X-ray, sau khi chuyển đối sang tia X, độ thâm nhập trở nên hiệu quả và có thể dễ dàng xử lý các sản phẩm có tỷ trọng lớn.

Tương tự quy trình chiếu xạ Ebeam, khi xử lý tia X, các sản phẩm được vận chuyển bằng hệ thống băng tải tự động vào khu vực xử lý. Sau khi hoàn thành chu trình chiếu xạ, sản phẩm được băng tải đưa ra khu vực tháo dỡ và đưa về kho lưu trữ.

X-ray irradiators

Để xử lý thực phẩm, máy chiếu xạ tia X phải được vận hành ở mức năng lượng từ 5 MeV trở xuống.

Chúng được tạo ra bởi sự chuyển đổi nguyên tử.  Phương pháp quan trọng nhất để tạo ra tia X phụ thuộc vào một quá trình được gọi là bremsstrahlung (tiếng Đức có nghĩa là '' bức xạ hãm ''). Tia X được tạo ra khi các hạt mang điện, chuyển động với vận tốc rất cao, bị làm chậm lại nhanh chóng khi va vào mục tiêu. Một mỏ của các electron vận tốc cao hướng vào một tấm mỏng kim loại nặng (thường là vonfram hoặc tan), tạo ra một dòng tia X. Phần động năng của các electron được chuyển thành tia X (hiệu suất chuyển đổi) cao hơn đối với chất hấp thụ có số hiệu nguyên tử cao hơn; do đó, các vật liệu như vonfram và tantali được sử dụng làm bộ chuyển đổi tia X. Hiệu suất chuyển đổi cũng tăng khi tăng năng lượng electron. Ở 5 MeV, nó xấp xỉ 5% trong vonfram, tăng lên xấp xỉ 12,5% ở 10 MeV.

Kết luận​

Giống như chùm tia điện tử, máy chiếu xạ tia X có thể được bật tắt khi sử dụng và không dùng các chất phóng xạ. Tính đến hiện tại, chiếu xạ tia X vẫn còn mới mẻ và chưa được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Tuy nhiên, cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các nghiên cứu về tối ưu hóa hiệu suất xử lý cũng như phát triển ứng dụng của chiếu xạ Xray ngày càng được đẩy mạnh, hứa hẹn nhiều tiềm năng phát triển trong tương lai.