В ТПУ изучают, как с помощью электронных пучков можно обеззараживать семена пшеницы
Полученные данные смогут помочь внедрению мобильных электронных ускорителей в сельское хозяйство. Исследование проводится при поддержке Российского научного фонда.
Традиционно для сохранения качества продуктов и борьбы с вредными для человека микроорганизмами используются охлаждение, заморозка, пастеризация, консервирование и сушка. Однако эти методы иногда вызывают необратимые изменения в продуктах. Например, термическая обработка при высоких температурах приводит к образованию нежелательных гетероциклических кольцевых и канцерогенных соединений. В качестве альтернативы в разных странах разрабатывают технологии обработки продуктов сельского хозяйства, в том числе зерновых культур, с помощью ионизирующего излучения. Один из перспективных вариантов — использование электронных пучков.
Для обработки электронными пучками могут быть использованы установки разного типа, но самый перспективный, считают ученые ТПУ, — мобильные импульсные ускорители. Они более безопасны по сравнению с традиционными источниками ионизирующего излучения на основе изотопов — ускоритель можно быстро выключить. Кроме того, они компактнее, чем непрерывные ускорители электронов того же класса напряжения.
«На технологии обеззараживания зерна с использованием мобильных электронных ускорителей есть высокий потенциальный спрос. Например, их активно разрабатывают и применяют в Германии. Поэтому, имея большой опыт и научный задел в импульсной ускорительной технике, мы решили взяться за эту проблему», — говорит заведующий лабораторией импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий ТПУ Геннадий Ремнев.
Исследователи провели серию экспериментов на импульсном электронном ускорителе АСТРА-М. Он генерирует короткие по длительности (меньше микросекунды) пучки электронов, которые тем не менее обладают достаточной энергией, чтобы вызвать гибель микроорганизмов. Обработка приводит лишь к незначительному повышению температуры продукта. Важно, что при этом не используются радиоактивные материалы и не производится их наработка.
«Исследование носит поисковый характер, однако полученные данные позволят говорить о дальнейшем внедрении именно импульсных ускорителей в сельское хозяйство и пищевую промышленность. Мы усовершенствовали методику измерения поглощенной дозы в семенах, что позволит проводить обработку импульсным электронным пучком с минимальными эффективными дозами», — отмечает научный сотрудник лаборатории Иван Егоров.
В ходе экспериментов исследователи выявили зависимости основных показателей посевных качеств семян пшеницы от дозы и кинетической энергии электронов.
«Нас интересовали такие характеристики, как всхожесть, энергия прорастания и степень зараженности патогенными грибами. Мы нашли режим облучения, при котором наблюдался дезинфицирующий эффект с сохранением энергии прорастания и всхожести семян. Данные показатели имеют решающее значение для их дальнейшего использования для посева», — добавляет участник научной группы, инженер-исследователь Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Асемгуль Исемберлинова.
Источник: Служба новостей ТПУ