بخشی از مقاله
چکیده:
در این پژوهش تجربی، پودر صمغ گوار تحت پرتودهی گاما ناشی از چشمه 60Co در دزهای جذبی 0,10,30,50,80,100,150 kGy و آهنگ دز 1.62 Gy/s قرار گرفت. سپس با استفاده از آزمون طیفسنجی رامان، شدت
نمونهها در ناحیه عدد موج 3800-4000 cm-1 اندازهگیری و به صورت خطی برازش گردید. در ادامه شیب خطوط مذکور بر حسب دز جذبی ترسیم شد. نتایج نشان داد که با افزایش دز جذبی، شیب خطوط کاهش یافته که این روند در گستره دز جذبی 0-50 kGy به صورت خطی بوده و از 100 kGy به بعد اشباع میگردد. تغییرات ذکر شده را میتوان به تغییر ساختار مولکولی صمغ گوار در اثر پرتودهی گاما مرتبط دانست.
مقدمه:
در حوزه دزیمتری پرتوهای گاما در سطح دزهای بالا که در پرتوفرآوری بکار میروند، تاکنون تحقیقات گسترده ای در جهان صورت گرفته است. غالب این دزیمترها شامل دزیمترهای آلانین، دزیمترهای گاف کرومیک و سایر دزیمترهای شیمیایی بوده که بعضاً قادرند تا دز جذبی 150 kGy را اندازهگیری نمایند. معرفی یک ماده به عنوان یک دزیمتر، علاوه بر شرط خطی بودن پاسخ آن در گستره وسیعی از دز، مستلزم انجام آزمونهای نوعی نظیر تکرار پذیری پاسخ دز، بررسی وابستگی به زاویه پرتودهی، وابستگی به آهنگ دز، وابستگی به انرژی پرتو، محو شدگی اندک پاسخ آن و پایداری بلند مدت دزیمتر خواهد بود. بحث دقت و صحت در پاسخ دزیمترها نیز از جمله مباحث بسیار مهم در آشکارسازی و دزیمتری پرتوهای یونساز به شمار میروند.
صمغ گوار یک پلیمر طبیعی بوده که از گیاهی به نام گوار تولید میشود. این گیاه سالیانه در مناطقی از هند و پاکستان تولید می شود. صمغ گوار علاوه بر داشتن مزیت مهم ارزان قیمت بودن آن، در صنعت و همچنین در صنایع غذایی دارای کاربردهای فراوانی است. این ماده قادر است با مولکول آب پیوند هیدروژنی تشکیل دهد و به عنوان حجم دهنده 1و نگهدارنده 2بکار رود. سایر کاربردهای صنعتی آن در دارو، کاغذ، منسوجات، مواد انفجاری، چاه پیمایی نفت و غیره است؛ همچنین در کنترل بسیاری از مسائل مربوط به سلامت فرد مانند دیابت، اجابت مزاج، ناراحتی قلبی و سرطان روده مفید است
هسته اصلی صمغ گوار از چندین لایه تشکیل شده است که بین 16-18% آن را پوسته خارجی، 43-46% آن را قسمت مرکزی 3یا پروتئین و 34-40% آن را ساختار داخلی 4یا گالاکتومانان تشکیل میدهد. صمغ گوار به طور عمده از پلیساکاریدهای گالاکتومانان با وزن مولکولی بالا تشکیل شده است که مطابق شکل1 به صورت زنجیرههای خطی از واحدهای گالاکتوز 5و مانوز 6تشکیل شدهاند.
اجزای تشکیل دهنده صمغ گوار در جدول1 به تصویر کشیده شده است. با جستجو در مدارک علمی معتبر در سطح جهانی، تاکنون پژوهشی جهت بررسی خواص دزیمتری ماده گیاهی صمغ گوار صورت نگرفته است. در سال 2012، احمد سید حسین و همکاران خواص شیمیایی-فیزیکی پودر صمغ گوار پرتودهی شده را به منظور استریلیزه نمودن این پودر با کاربرد در صنایع غذایی مورد بررسی قرار دادند
آنها نتیجه گیری نمودند که دز بهینه به منظور استریلیزه نمودن پودر صمغ گوار 10 kGy است. دزیمتری مواد نانو ساختار کربنی با استفاده از تکنیک طیف سنجی رامان، در پژوهش قبلی توسط نویسندگان صورت گرفت
جدول - 1 - اجزای تشکیل دهنده صمغ گوار
شکل - 1 - ساختار شیمیایی مولکول صمغ گام و زنجیره اصلی مانوز و شاخههای جانبی گالاکتوز
از آنجا کهگوارگام یک پلیمر طبیعی بوده و تغییرات ساختاری در پلیمرها غالباً در ناحیه پرتوفرآوری یعنی از مرتبه کیلوگری رخ میدهند و همچنین با توجه به مطالعاتی که سایرین در دزهای بالا جهت استریل نمودن این ماده با استفاده از پرتوهای گاما انجام داده اند، در این پژوهش از ماده گیاهی صمغ گوار جهت معرفی به عنوان یک دزیمتر پرتوهای گاما در ناحیه پرتوفرآوری در گستره دز 0-150 kGy استفاده شده است. مبنای کار دزیمتری در این پژوهش، اندازهگیری شدت نور لیزر عبوری در آزمون طیف سنجی رامان نمونههای صمغ گوار پرتودهی شده با اشعه گاما در محدوده عدد موج 3800-4000 cm-1 است.
روش کار:
در این کار تجربی، ابتدا پودر صمغ گوار هندی خریداری گردید؛ سپس در ویالهای پلاستیکی، مطابق شکل 2 بسته بندی و جهت پرتودهی در دزهای مختلف گاما یعنی دزهای 0,10,30,50,80,100,150 kGy برچسب گذاری شد. در مرحله پرتودهی، از سیستم پرتودهی گاماسل Gamma Cell-220 Canadian سازمان انرژی اتمی ایران-تهران با آهنگ دز 1.62 Gy/s بهرهگیری شد. پرتودهی در هوای آزاد و دمای اتاق انجام پذیرفت. نمایی از سیستم پرتودهی مذکور در شکل3 به تصویر کشیده شده است. پس از پرتودهی نمونهها، قرائت آنها از طریق آنالیز طیف سنجی رامان دانشگاه شهید بهشتی مدل Takram P50C0R10 با لیزر Nd:YAG دارای طول موج 532 nm و در ناحیه عدد موج 3800-4000 cm-1 صورت گرفت.
