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輻照

發布時間: 2021-05-30 22:42:05

1. 輻照處理

(一)基本原理

利用輻照源的帶電粒子(加速電子、質子)、中子或γ射線輻照寶石,通過帶電粒子、中子或γ射線與寶石中離子、原子或電子的相互作用,最終在寶石中形成電子-空穴心或離子缺陷心。輻照的本質是提供激活電子、格位離子或原子發生位移的能量,從而在被輻照的寶石中誘生輻照損傷心,進而產生顏色或改變顏色。

1.帶電粒子與寶石相互作用

一般說來,帶電粒子與寶石相互作用主要引起核外電子的激發和電離。當帶電粒子接近寶石原子時就會與原子核外電子發生靜電作用,而使電子獲得能量,如果電子獲得的能量足夠大,則電子可以從原子中跑出來而使原子電離。被電離的電子仍具有足夠大的動能,還可以進一步引起另一個原子核外的電子的激發和電離,引起寶石中原子的位移和相應的化學變化。圖4-2-9為電子加速器輻照處理黃色綠柱石。

圖4-2-9 輻照處理黃色綠柱石(a)處理前;(b)處理後

2.快中子與寶石的相互作用

由於快中子不帶電荷,不能與被輻照寶石的原子核外的電子發生作用,因此不能直接對寶石分子產生電離和激發。但快中子可以與其原子核直接發生彈性碰撞、非彈性碰撞、核反應、俘獲反應等,產生新的帶電粒子或引起離子位移,這些粒子或離子將引起另外的原子或離子電離或激發,產生被電離的位移原子。這些被電離的位移原子實際上是重的荷電粒子,它可以引起進一步的電離和原子位移。

(二)輻照源的類型

1.α輻射

由放射性元素衰變釋放出來的高速飛行的氦原子核,也可以依靠氦離子在迴旋加速器中獲得。它帶有兩個正電荷,質量接近4個原子質量單位。重放射性元素放射出來的α粒子的能量約為4~8MeV。

2.β輻射

產生於原子核衰變或電子加速器。一般放射性核素產生的β射線能量為0.015~2MeV,電子加速器產生的β射線能量在0.2~20MeV之間,它帶有一個負電荷。

3.γ輻射

來自於原子核能態的變化,它是一種波長極短的電磁輻射,是能量W=h/c(λ式中h為普朗克常數,c為光速,λ為波長)和速度等於光速的光子束流。

4.中子

中子是質量約為一個原子質量單位的不帶電粒子。主要來源有核輻照源、重核裂變、輕核聚變。分為熱中子(0.025eV)、慢中子(0.03eV~100eV)、中能中子(100~10keV)和快中子(10keV~10MeV)。

(三)常見色心類型

色心泛指寶石中能選擇性吸收可見光能量並產生顏色的晶格缺陷。屬典型的結構呈色類型。色心的種類十分復雜,但最常見的為電子心(F心)、空穴心(V心)及雜質離子心。

1.電子心(F心)

電子心(F心)指寶石晶體結構中由於陰離子空位而引起的缺陷。就整個寶石晶體而言,當陰離子缺位時,空位就成為一個帶正電的電子陷阱,它能捕獲電子。如果一個空位捕獲一個電子,將其束縛於該空位,這種電子呈激發態,並選擇性吸收了某種波長的能量而呈色。因此,電子心是由一個陰離子空位和一個受此空位電場束縛的電子組成的。如螢石晶體中的氟離子離開正常格位,而形成一個陰離子空位(缺少負電荷),該結構位顯示正電性,形成一個帶正電的電子陷阱。為了維持晶體的電中性,陰離子空位必須捕獲一個負電子,由此產生的色心稱之為電子心(F心)。

若一個陰離子空位捕獲兩個電子時,稱為F′心;兩個相鄰的F心稱為F2心;三個相鄰的F心稱為F3心;兩個相鄰的陰離子空位只捕獲一個電子稱為R心。

2.空穴心(V心)

空穴心(V心)是晶體結構中由於陽離子缺位而引起的色心。從靜電作用考慮,缺少一個陽離子,等於附近增加了一個負電荷,則附近一個陰離子必須成為「空穴」才能保持靜電平衡。因此,空穴心是由一個陽離子空位捕獲一個「空穴」組成的。空穴與空位含義不同,前者指晶格離子中電荷不足;後者則指晶格中離子的缺失。如煙晶中以類質同象形式替代Si4+的Al3+雜質,在晶格位中形成正電荷不足的位置(正電荷陷阱),為了維持暫時的電中性,Al3+離子周圍必須有相應的正一價陽離子存在。當水晶受到輻照後,與最近鄰的O2-將失去一個多餘的電子,而殘留下一個空位,形成空穴心。

(四)常見輻射損傷心類型

輻照處理寶石產生色心的過程較為復雜,往往是多種色心的組合。輻照處理寶石產生的色心,主要有以下兩種類型。

1.電荷缺陷色心

電荷缺陷色心指寶石晶格點陣上的原子或離子僅在帶電性質上發生變化而形成的色心,而該晶格位上的原子或離子既不增加也不減少。一般來說,當寶石晶體受到輻射時,輻射粒子與晶格位上原子或離子的外層電子發生相互作用,把輻射能量傳給了電子,電子在吸收一定能量後,就會克服原子或離子的束縛而逃逸出去。從而形成了電荷缺陷色心(空穴心和電子心)。

2.離子缺陷色心

寶石中離子缺陷是指正常晶格位的離子在位置上發生了變化,形成了正負離子空位、空位聚集、填隙離子等缺陷。由此類缺陷所形成的色心稱為離子缺陷色心。輻照可以產生離子缺陷色心。例如在輻照Ⅰa型褐黃色鑽石的過程中,輻射粒子進入鑽石與晶體中的碳原子發生彈性碰撞,在碰撞過程中,彼此間發生能量轉移,從而使碰撞粒子的運動狀態發生顯著的變化,將鑽石中的碳原子從其初始位置激離,從而產生GR1色心,形成藍綠色鑽石。鑽石晶格位上原子或離子的電離或激發和中子與鑽石晶體中原子核的相互作用,可導致鑽石晶格位上離子的遷移,鑽石晶格位上出現正、負離子空位或空位聚集和滑移線系。事實上,鑽石經輻照後產生的往往是復合色心。

Ⅰa型淡粉紅色鑽石(塑性形變,橙紅色熒光)經輻照處理後,可使顏色的飽和度得到加強,並變成紅色或紫紅色;某些透明度低的Ia灰色鑽石(富H型)經中子輻照處理後,可變成漂亮的深藍色(見圖4-2-10)。

圖4-2-10 輻照處理彩色鑽石

(五)輻照寶石的色心轉型

熱處理是輻照作用的逆行為,它能使輻照作用產生的色心釋放出來,從而破壞輻照產生的色心。色心具有不同的陷阱能級,加熱可以使處於陷阱能級中的電子,越過陷阱能壘使色心消失。若被捕獲的電子釋放後不能返回原位,又被另一種缺陷中心所捕獲,這時則可形成新的色心,實現色心轉型。例如對輻照處理藍綠色鑽石進行高溫退火處理,隨溫度的升高鑽石的顏色從藍綠色→綠黃色→金黃色→淺黃色→原本色(色心漂白)。這種顏色變化序列可以停止於任何一點,得到任一種顏色。

無色黃玉經γ射線輻照處理後,易誘生黃色不穩定色心和藍色穩定色心(組合成褐色/棕褐色),經中溫加熱退火處理後,有助於消除黃色不穩定色心,穩固藍色色心,並轉變為藍色黃玉(見圖4-2-2)。輻照處理藍黃玉進一步加熱(560~580℃),色心漂白至無色黃玉。若採用快中子去處理無色黃玉,可直接誘生穩定的藍色色心,並形成藍色黃玉。

熱處理的目的是使寶石的顏色穩固化,這主要是通過消除某種不穩定色心,增強另一些色心來改變寶石的顏色。高溫退火/固色心/色心漂白的逆過程,使寶石中的某些能壘低且不穩定的色心首先消失,而使另一些穩定的色心得到加強,寶石的顏色也隨著加熱溫度的不同而變化。但溫度增加到一定程度時,最終會使寶石的色心全部消失。

2. 幅照電纜里「輻照」是什麼意思

輻照就是通過電子加速器.把高能量分子打擊在電線的絕緣層上。
從而改變原來的分子結構.有鏈型結構變為三維網狀結構。
這樣就造成了 絕緣層的性能發生很大的變化.
機械性能 化學性能等 都得到大幅提高.

3. 你知道「輻照」嗎

知道輻照的消費者並不多,但是它已經是一種非常普遍的消毒方式。方法是利用游離輻射來破壞附著在食物上的所有生物,不必拆開包裝就可以將它們殺死,包括細菌、微生物和細小的昆蟲等。 經過輻照的食物除了細菌被殺掉,食物本身的營養如:維生素A、維生素B2、B3、B6、B12和維生素C、維生素E都會有所流失,而蛋白質、非飽和脂肪、益生菌和酵素也會被破壞。 但是輻照並不等於輻射,輻照在食物上並不會留下有礙健康的放射性物質,但是輻照改變了食物的本質,還會導致人體內自由基的大大增加,繼而破壞體內的抗氧化物,長期吃輻照食物的確對健康沒有好處。 無處不在的輻照食品 我並不是想要製造恐慌,輻照食品的確無處不在。經過輻照的食物極少變質,大大延長了它們的上架期,消毒又不用打開包裝,因此得到製造商的追捧。減肥的女生最愛喝的花草茶、學生最愛吃的方便麵……我們可以很確定地告訴你,如果包裝上沒有「未經輻照」的標志,那麼100%都屬於輻照食品。 特殊食品:無菌食品。 脫水食品:各種減肥粉末、藕粉以及所有的方便麵輔料包。 延長上架期的食品:月餅、袋裝肉製品、果脯等。 冷凍品:所有的冷凍海鮮、肉類等。 保健品:減肥茶、花粉、袋泡茶、口服美容保健食品等。 盡量少吃輻照食品 我們應該避免長期食用經過輻照的食物。如果一定要長時間食用,最好採用間隔的方法,讓身體休息兩三天或一周,以便將體內的自由基代謝出去。 奶製品經過輻照會損耗部分蛋白質,應當盡量喝當日供應的新鮮牛奶和酸奶。(現在我們家就是吃每天送上門的牛奶) 各種水果經過輻照會使維生素流失,少吃超市裡的水果,盡量到農貿市場購買。(以前還覺得超市裡的水果比較新鮮!) 甘草等花草茶經過輻照,我們自製的美容茶就只剩味道了。 果脯、蜜餞的製作過程很容易帶上致病菌,加上果脯又是極容易發霉的,所以果脯常常會進行輻照殺毒。應該少吃果脯,換成帶殼乾果。 速食店用輻照過的肉排製作漢堡是不需要告知食客的,所以不要吃太多的漢堡。 因為果汁容易腐壞變質,所以大多數也經過輻照。要喝果汁盡量鮮榨,因為經過輻照的瓶裝、盒裝果汁的營養都會有所損耗。 百里也可挑一,找到非輻照食品 1.標明「輻照殺菌」「採用國際慣用輻照殺菌技術處理」「foodirradiation」等字樣的食品不能天天吃,保質期太長的尤其要當心。 2.認准輻照食品標志,大多數廠家對經過輻照食物的提及相當隱晦,能合法標注出來的,反而是輻照不超標的健康食品。

4. 輻照有哪幾種方式

輻射分電離輻射和電磁輻射;輻照一般指的是電離輻射,指的是通過放射源產生的放射性射線對樣品進行輻照,從而達到殺菌保鮮等一系列目的;電離輻射是由X或γ射線所產生的放射性帶來的,電磁輻射,通常是由日常電器所帶來的。

5. 醫學上輻照是什麼意思

輻射,是指將電子加速器(0.2MeV~10MeV)產生的電子線(β射線)或放射性同位素(Cs-137或Co-60)產生的γ射線的能量轉移給被輻照物質,電離輻射作用到被輻照的物質上,產生電離和激發,釋放出軌道電子,形成自由基,通過控制輻射條件,而使被輻照物質的物理性能和化學組成發生變化並能使其成為人們所需要的一種新的物質,或使生物體(微生物等)受到不可恢復的損失和破壞,達到人們所需要的目標。這種新的加工技術稱為輻射加工技術。比如,使高分子材料分別實現接枝、聚合、裂變或交聯,抑制或刺激生物生長,有效地殺滅害蟲、蟲卵、病菌等。

血液輻照,採用一定劑量的放射線(伽瑪射線、X射線)對輸送給患者的全血或成分血進行輻照。其目的是預防輸血相關移植物抗宿主病(TA-GVHD)