بخشی از مقاله
چکیده
مواد غذایی پرتودهی شده می توانند با اندازه گیری نشر ترمولومینسانس حاصل از مواد معدنی جدا شده از آنها تشخیص داده شوند. در این این مقاله، سیب زمینی های کشت شده در مناطق مختلف ایران، با اشعه گاما در دزهای 0/1-2 kGy پرتودهی و ماهیت ترمولومینسانس آنها بررسی گردیدند. تجزیه کمی مواد معدنی خاکهای جدا شده از نمونه ها نشانگر اختلاف در مقدار سیلیس و فلدسپار موجود در آنها بود که این امر در شدت ترمولومینسانس و شکل منحنی درخششی تاثیر گذار بود. منحنی درخششی نمونه های پرتودهی شده دارای پیکی با حداکثر شدت نشر در 170 OC می باشدکه ناشی از حضور فلدسپار در نمونه ها می باشد.
با استفاده از منحنی درخششی اول، تمایز بین نمونه های شاهد و نمونه های پرتودهی شده امکان پذیر است . با این وجود نرمال کردن نتایج از طریق پرتودهی دوباره نمونه ها در 0/25 kGy صحت روش را بهبود می بخشد. نتایج حاصل نشان داد شدت سیگنال ترمولومینسانس به شرایط ذخیره سازی نمونه های پرتودهی شده وابسته می باشد اما با این وجود بعد از گذشت هفت ماه از نگهداری آنها در شرایط مختلف، تمایز بین نمونه های پرتودهی شده و شاهد امکان پذیر بود.
واژگان کلیدی: تابش گاما، ترمولومینسانس، سیب زمینی، تشخیص
مقدمه
روش ترمولومینسانس به عنوان یک روش فیزیکی غیر مخرب و دارای جامعیت گسترده، به طور وسیعی جهت تشخیص پرتودیدگی مواد غذایی مختلف نظیر ادویهجات، گیاهان معطر، جانوران دریایی صدفدار به کار می رود. اساس این روش بر پایه جداسازی مواد معدنی سیلیکاتی موجود در خاکهای چسبیده به مواد غذایی و یا موجود در درون مواد غذایی قرار دارد، زیرا این مواد انرژی ناشی از پرتودهی را بوسیله به دام انداختن حاملهای بار - الکترونها و حفرهها - در حالت برانگیخته ذخیره میکنند.
بوسیله گرمادهی برنامهریزی شده مواد معدنی جداسازی شده، حاملهای بار برای برگشت به حالت پایه تهییج میشوند که بدین ترتیب مقداری از انرژی به صورت نورمرئی آزاد میشود. این نور بوسیله شمارندههای فوتونی حساس آشکارسازی شده و نشر نور که به دما وابسته است، به عنوان یک منحنی درخششی ثبت میشود. شدت ترمولومینسانس به نوع و مقدار جدا شده کانیهای موجود در مواد معدنی - سیلیس، فلدسپار، میکا و ... - دارد زیرا شدت نشر ترمولومینسانس هر کدامیک از کانیهای مذکور با یکدیگر متفاوت است.
یک جنبه ویژه اندازه گیری ترمولو مینسانس آن است که خود مواد معدنی استخراج شده از ماده غذایی برای کالیبراسیون به کار رفته و هیچ ماده مرجعی مورد نیاز نیست.سیب زمینی یک منبع تغذیهای مهم تامین کننده کربوهیدراتها و اسیدهای اسکوربیک است که در مناطق مختلفی از ایران کشت میشود. پیشگیری از جوانه زنی سیب زمینی یک مثال معمولی از کاربرد پرتودهی مواد غذایی است. پرتودهی با تابش گاما در دزهای 0/075 -0/15 kGy به طور موثری از جوانهزنی سیب زمینی جلوگیری میکند. برای تشخیص پرتودیدگی سیب زمینی، ترکیبات معدنی خاکهای چسبیده به آنها استخراج و سپس ترمولومینسانس آنها اندازهگیری میشود.
هدف این مطالعه، تحقیق بر روی ترکیب کانیهای موجود در خاکهای چسبیده به سیب زمینیهای کشت شده در مناطق مختلف ایران، بررسی مشخصات منحنیهای درخششی حاصل از مواد معدنی استخراج شده و پایداری منحنیهای درخششی در طی دوره ذخیره سیب زمینیها بعد از پرتودهی است.
روش کار
سیب زمینیهای کشت شده در نقاط مختلف کشورشامل همدان، اصفهان، اردبیل، زنجان، قروه و بیرجند جمع آوری شدند. نمونهها را در ظرفهای پلی اتیلنی قرار داده و توسط منبع تابش گاما60Co با آهنگ دز 2 kGy/h در شرایط محیطی و با دزهای0/1، 0/2، 0/5، 1 و 2kGy پرتودهی شدند. نمونههای پرتودهی شده و نمونههای شاهد در شرایط مختلفی ذخیره و بعد از هفت ماه منحنی درخششی آنها ثبت شد. خاکهای چسبیده به سیب زمینی ها با قراردادن تعداد مناسبی از آنها در آب با استفاده از حمام اولتراسونیک به مدت سی دقیقه جدا شدند.
سپس محلول حاصل از صافی 125 ʽm عبور داده شد. بوسیله سانتریفیوژ با سدیم پلی تنگستات - - 1/7 g/ml اسیدی شده با اسید کلریدریک 1M، مواد معدنی جدا و در یک آون با دمای 50 oC خشک گردید. ترکیب خاکهای جدا شده توسط دستگاه پراش سنج اشعه ایکس تجزیه شدند. اندازهگیری ترمولومینسانس نیز بوسیله دستگاه قرائت گرTLD مدل 4500 شرکت هارشاو انجام شد. اتاقک اندازهگیری تا فشار یک پاسکال تخلیه و اندازهگیری TL تحت جریان نیتروژن انجام شد.
دیسک نمونهها از جنس A بوده و از دمای محیط تا دمای 300 oC با آهنگ 5oC/s حرارت داده شدند. برای اندازهگیری ترمولومینسانس نمونهها منحنی درخشش اول - TL1 - با منحنی درخشش دوم - - TL2 حاصل از پرتودهی دوباره در 0/25 kGy مقایسه گردید. هدف از این کار حذف اثرات ترکیب متفاوت نمونهها و یا مقادیر مواد معدنی رسوب کرده بر روی دیسک بود. علاوه بر ثبت منحنی های درخششی نمونه های مختلف، منحنی دز پرتودهی- شدت پیک TL و نیز منحنی دز پرتودهی نسبت TL یک نمونه سیب زمینی ترسیم گردید تا وابستگی خطی پاسخ TL به میزان دز پرتودهی مشخص گردد.
ویژگی های منحنی درخششیTL
ترکیب مواد معدنی جدا شده از سیب زمینیهای کشت شده در نقاط مختلف کشور با استفاده از دستگاه X-ray diffractometer تعیین شدند. طیفهای حاصل از خاکهای چسبیده به نمونههای سیب زمینی مناطق مختلف درصد فلدسپار و سیلیس موجود در خاکهای چسبیده به نمونههای سیب زمینی مناطق ایران را نشان میدهد. این نتایج نشانگر تفاوت معنی دار در مقدار سیلیس و فلدسپار خاکهای مناطق مختلف کشت سیب زمینی ها می باشد.
بعد از پرتودهی نمونهها و نگهداری آنها به مدت پنج ساعت در جای تاریک، منحنیهای درخشش حاصل از مواد معدنی جدا شده از سیب زمینیهای کشت شده در نقاط مختلف ثبت گردید که این منحنیها نشان داده شده است. شدت منحنیهای درخشش نمونههای پرتودهی شده و شاهد که در نقاط مختلف کشت شده اند دارای اختلافات فاحشی بودند. در همه منحنیهای درخششی حاصل از نمونههای پرتودهی شده، بیشترین شدت نشر در دمای 170oC قابل مشاهده است که مربوط به نشر ترمولومینسانس فلداسپار می باشد.
وابستگی شدت نشر ترمولومینسانس به مقدار فلدسپار موجود در نمونه در منحنی های درخششی نمونه های مختلف قابل تشخیص است، به طوری که نمونه E که دارای بیشترین مقدار فلدسپار است دارای بیشترین مقدار نشر TL در دمای170 oC می باشد. در منحنیهای درخششی ثبت شده، پیک مربوط به دمای 170oC دارای دنباله ای می باشد که شدت آن نیز در نمونههای مختلف متفاوت بوده است.
