Vật lý hạt nhân là một trong những lĩnh vực tuy sinh sau đẻ muộn hơn các ngành côngnghệ khác, nhưng qua bao nhiêu năm tháng, ngành công nghệ hạt nhân vẫn không ngừng pháttriển. Nó được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như: vũ khí hạt nhân, nhà máy điện nguyêntử, khảo cổ học… Đặc biệt hơn nữa, vật lý hạt nhân còn được ứng dụng trong công nghệ thựcphẩm. Theo xu hướng phát triển của thời đại, việc sử dụng các chất phóng xạ ở một liều lượngnằm trong giới hạn cho phép, để bảo vệ thực phẩm khỏi các tác hại của vi sinh vật là một phươngpháp đầy triển vọng. Vì nó vừa đem lại các lợi ích kinh tế vừa đảm bảo sức khỏe cho người tiêudùng. Thế nhưng, thực tế cho thấy thực phẩm chiếu xạ lại không được người tiêu dùng chào đónnhư những gì lợi ích của nó mang lại. Vậy nguyên nhân từ đâu mà người tiêu dùng lại e dè vớithực phẩm chiếu xạ như vậy? Nguyên nhân đến từ hai chữ “phóng xạ”, với hầu hết mọi ngườikhi nhắc đến hai chữ “phóng xạ” là liên tưởng ngay đến hậu quả mà nó mang lại là ung thư, vôsinh, quái thai… Thế nhưng, thực phẩm chiếu xạ có đúng là có nguy cơ gây nguy hiểm cho conngười như vậy hay không? Một thực tế khác cho thấy, các vấn đề xung quanh thực phẩm chiếu xạ như: chi phí quácao cho công nghệ, in ấn bao bì, cung cấp thông tin và giáo dục cho người tiêu dùng biết về thựcphẩm chiếu xạ đã khiến cho các công ty, các cơ quan có trách nhiệm vẫn chưa dám đầu tư thựchiện. Dẫn đến việc phần lớn người tiêu dùng vẫn còn hiểu sai về thực phẩm chiếu xạ, không chỉở Việt Nam mà ngay cả ở các nước phát triển đã ứng dụng công nghệ này từ lâu cũng xảy ra tìnhtrạng tương tự như vậy. Chẳng hạn như, các cuộc thăm dò dư luận tại Canada cho biết trên 54%dân chúng chưa sẵn sàng chấp nhận kỹ thuật chiếu xạ thực phẩm. Họ còn rất e dè trước phươngpháp quá mới mẻ này. Còn rất nhiều ẩn số chưa có đáp số thỏa đáng. Họ luôn thắc mắc về tácdụng về lâu về dài của việc tiêu thụ thực phẩm chiếu xạ sẽ ảnh hưởng ra sao trên sức khỏe conngười? Chuyện gì sẽ xảy ra cho chúng ta trong tương lai? Như vậy, thực chất thực phẩm chiếu xạ là gì? Tại sao, khoa học lại sử dụng phóng xạ đểbảo quản thực phẩm? Vậy quy trình công nghệ chiếu xạ thực phẩm diễn ra như thế nào? Liệuthực phẩm chiếu xạ có đảm bảo được dinh dưỡng và không gây nguy hiểm cho con ngườikhông? Con người nên lựa chọn sử dụng loại thực phẩm nào cho mình trong tương lai? Làm saođể nhận biết đâu là thực phẩm đã được chiếu xạ, đâu là thực phẩm bình thường? Ở nước ta, cáctổ chức quốc tế, các quốc gia khác trên thế giới đã, đang và sẽ làm gì đối với sự phát triển củathực phẩm chiếu xạ trong tương lai? Để làm sáng tỏ các vấn đề trên, nhóm chúng em xin mời côvà các bạn cùng tìm hiểu đề tài “chiếu xạ thực phẩm”. Đây là một bài tiểu luận nghiên cứu vềmột đề tài còn rất mới mẻ. Hy vọng với sự mới mẻ của đề tài, và đây cũng là xu hướng pháttriển của thực phẩm trong tương lai, thì đề tài này sẽ mang đến những kiến thức vừa cơ bản vừaquan trọng, và có thể gợi lên trong mọi người nhiều ý tưởng, để có thể phát triển hơn thực phẩmchiếu xạ, đến một ngày nào đó không xa thực phẩm chiếu xạ sẽ trở thành một loại thực phẩm hếtsức thân thuộc với tất cả mọi người. Từ những năm 1960, Hoa Kỳ và Canada đã bắt đầu cho áp dụng kỹ thuật chiếu xạ[irradiation] vào một số thực phẩm và ngũ cốc để diệt trùng. Hoa Kỳ cho phép chiếu xạ trái câytươi, thịt gà từ năm 1990 và trứng gà từ năm 2000. Năm 1997 cơ quan FDA đã bật đèn xanh choviệc chiếu xạ các loại thịt đỏ như thịt bò, thịt cừu và thịt heo [để diệt giun bao Trichinella]. Năm2000 thịt bò xay ép miếng [beef patties] được chiếu xạ, lần đầu tiên được thấy xuất hiện tại mộtsố chợ ở Minnesota; sau đó thì mặt hàng nầy từ từ lan dần sang các tiểu bang khác.Tháng 9/2008 Environmental Protection Agency của Hoa Kỳ đã cho phép các nhà xuất cảng Mỹcó thể chiếu xạ rau mồng tơi spinach.Thịt bò hamburger chiếu xạ ngày nay đã có mặt tại một số chợ và siêu thị Hoa kỳ mà dẫn đầu làWal Mart. Beef patties thấy có bán tại những chợ như SuperValu, Rainbow Foods, Hy-VeeSupermarkets, Price Chopper, Wegmans Food Markets, Publix Supermarkets, D’AgostinoSupermarkets, Lowes Foods, Pathmark Supermarkets, Kroger Co., Schnucks Market Inc. v.v Phần lớn thịt bò xay đều do đại công ty SureBeam Corp. mà trụ sở chánh đặt tại San Diego đảmtrách việc chiếu xạ. Các nhà máy của SureBeam nằm rải rác ở Sioux City, Iowa; GlendaleHeights,Ill.; Vernon, Calif.; và College Station,Tex…Cty SureBeam có khả năng chiếu xạ 500 triệu kg thịt hamburger/năm.Tại Minnesota, ngoài các chợ và siêu thị ra, các nhà hàng thuộc hệ thống International DairyQueen cũng có bán hamburger làm từ thịt bò chiếu xạ. Người ta tự hỏi, không biết hiện nay trênđất Mỹ còn có bao nhiêu nhà hàng nào khác nữa đã sử dụng thịt chiếu xạ để phục vụ khách hànghay không?Đối với Canada, từ 40 năm nay quốc gia nầy cũng đã thường cho áp dụng kỹ thuật chiếu xạ vàomột số nông sản như khoai tây, củ hành, lúa mì, bột mì và các loại gia vị khô. Gần đây hơn, theo sự yêu cầu khẩn thiết của kỹ nghệ thực phẩm, Health Canada hiện đang duyệtxét lại vấn đề chiếu xạ thịt để hy vọng có thể giải quyết phần nào vấn đề nhiễm khuẩn ở các loạithịt bò xay, thịt gà, tôm và xoài… Chiếu xạ thực phẩm không có tính cách bắt buộc tại Canada.Đây chỉ là một phương pháp tự nguyện của giới kỹ nghệ mà thôi.Vấn đề áp đặt chiếu xạ vào thực phẩm là quyền cửa giới kỹ nghệ và tùy thuộc vào thái độ cũngnhư sự đáp ứng của người tiêu thụ.Bên trời Âu, Thượng viện Liên Âu [European Parliament] có vẻ hơi khắc khe, họ chỉ cho phépchiếu xạ các rau mùi khô, và các loại gia vị mà thôi. Tuy vậy cũng có rất nhiều quốc gia Âu châuđã xé lẻ và áp đặt những quy định riêng cho xứ họ.Pháp là quốc gia cởi mở nhất với lối 15 sản phẩm và nguyên liệu được cho phép chiếu xạ như:các loại gia vị, rau mùi khô, củ hành, hành lá, tỏi, rau quả khô, thịt gà, tôm tép, đùi ếch, chấtgomme arabique, các chất phụ gia như ovalbumine [lòng trắng hột gà], caséine và caséinates.Công nghiệp chiếu xạ thực phẩm tại Pháp được thực hiện tại 7 trung tâm lớn, đó là các trung tâmBerric, Sable, Orsay, Chaumesnil, Pouzauges, Dagneux và Marseille.Úc châu và Tân Tây Lan cho phép chiếu xạ nông sản để ngừa sâu bọ côn trùng: các loại gia vị,rau mùi khô, táo [apple], trái carambola, trái vải, xoài, măng cụt, đu đủ, chôm chôm…Tất cả sảnphẩm chiếu xạ đều phải mang ký hiệu radura.Ở Việt Nam kỹ thuật chiếu xạ thực phẩm cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng từ năm 1985 tạiViện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt.Hiện nay cả nước chỉ có vài ba trung tâm chiếu xạ thực phẩm với quy mô bán công nghiệp.“Ngày 23/12, PGS. TS Lê Xuân Thám, Phó Giám đốc Sở Khoa học & Công nghệ Lâm Đồng chobiết, đang gấp rút hoàn thành các thủ tục để xúc tiến xây dựng Trung tâm chiếu xạ tại TP BảoLộc. Theo đó, Trung tâm chiếu xạ được xây dựng gần khu công nghiệp Lộc Sơn, TP Bảo Lộc,trên diện tích dự kiến khoảng 12 ha, có tổng số vốn đầu tư ban đầu là 100 tỷ đồng. PGS. TS LêXuân Thám cho biết, đã phối hợp với Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt đào tạo nguồn nhân lựccho Trung tâm và thành lập đoàn đi tham quan các mô hình hoạt động các trung tâm chiếu xạ ởmột số nước trên thế giới.Hiện cả nước đã có 5 điểm chiếu xạ là Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, hai địa điểm ởTP.HCM, một ở Hà Nội và một ở Bình Dương ” [theo Lâm Đồng thành lập trung tâm chiếuxạ. Khoahoc.com 24/12/10].Thực phẩm được bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ là thực phẩm đã được chiếu xạ bằng các nguồn có hoạt tính phóng xạ để bảo quản và ngăn ngừa sự biến chất của thực phẩm.Vậy chiếu xạ thực phẩm là gì?Người ta sử dụng tia bức xạ gamma của chất phóng xạ Cobalt 60 hoặc của chất Césium 137 để chiếu vào thực phẩm nhằm diệt vi trùng [thịt], vi sinh vật, sâu bọ, côn trùng và ký sinh trùng [lúamì, bột, đồ gia vị, ngũ cốc, trái cây khô], làm chậm lại sự phát triển, làm chậm chín cũng như ngăn chận sự nẩy mầm ở các loại trái cây và củ hành Phóng xạ tác động thẳng vào phần DNA tức là phần quyết định tính chất di truyền, làm tế bào không thể phân cắt được. Đôi khi phương pháp chiếu xạ thực phẩm còn được gọi bằng những tênnhư khử trùng bằng điện tử electronic pasteurization hoặc cold pasteurization [phương pháp khử trùng lạnh] vì không sử dụng đến nhiệt để phân biệt với phương pháp pasteurization dùng hơi nóng để khử trùng sữa. Sữa được đun lên ở nhiệt độ 73 độ C trong vòng 16 giây rồi làm lạnh lại liền ở 4 độ C.Chiếu xạ thực phẩm có lợi ích gì?Ngoài mục đích bảo vệ sức khỏe của người tiêu thụ ra, chiếu xạ thực phẩm còn có lợi ích về kinhtế rất quan trọng nữa. Với kỹ thuật nầy thời gian tồn trữ thực phẩm được lâu dài hơn… Phương pháp chiếu xạ đã được các quốc gia Tây phương biết đến từ lâu.Từ năm 1972, cơ quan NASA Hoa Kỳ đã cho chiếu xạ tất cả thực phẩm dùng trong các chuyến du hành trong không gian. Các dụng cụ y khoa, phòng thí nghiệm cũng thường được chiếu xạ để tiệt trùng. Ngoài ra còn phải kể đến các dung dịch dùng cho kính áp tròng contact lens, băng vệ sinh, tã trẻ em, băng vải dùng cho vết thương, dụng cụ giải phẫu, bao bì đựng thực phẩm, các màu sơn cho trẻ em sử dụng, thức ăn chó mèo, v,v Tất cả các phúc trình từ trước tới nay đều nói lên tính chất hữu ích và an toàn của phương pháp chiếu xạ thực phẩm.Có rất nhiều tổ chức khoa học và hiệp hội quốc tế đã hết lòng ca ngợi và xác nhận tính chất an toàn của phương pháp chiếu xạ. Đó là các cơ quan thuộc khối Liên hiệp Quốc như Tổ Chức Y TếThế Giới [WHO], Tổ Chức Lương Nông Thế giới [FAO], và Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế International Atomic Energy Agency [IAEA]; Về phía Hoa kỳ và Canada thì có Cơ quan Quản Trị Thực Phẩm và Dược Phẩm [FDA], Hiệp Hội Y Sĩ Hoa Kỳ [The American Medical Association], Hiệp Hội các nhà Dinh Dưỡng Hoa Kỳ [The American Dietetic Association], Cơ quan y tế Health Canada và lẽ đương nhiên các giới công nghệ biến chế thực phẩm cũng hết lòngcổ võ và ca ngợi phương pháp chiếu xạ thực phẩm như một kỹ thuật an toàn và có ích để làm giảm thiểu vi khuẩn gây bệnh hiện diện trong thực phẩm. Institut National de Recherche Scientifique INRS Armand Frappier [Canada] thì quả quyết rằng chiếu xạ là một phương pháp rất an toàn.Ngày nay kỹ thuật chiếu xạ thực phẩm đã được 39 quốc gia nhìn nhận và cho phép thực hiện trên40 [?] loại mặt hàng khác nhau. Chiếu xạ là phương pháp mới có tính năng kỹ thuật cao, có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp khử trùng cổ điển bằng nhiệt hoặc hoá chất, được ứng dụng ngày càng phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm và dụng cụ y tế. Hiện nay, ở nước ta có Trung tâm chiếu xạ - ViệnNăng lượng Nguyên tử Việt Nam [ở phía Bắc] và Trung tâm Nghiên cứu và triển khai công nghệbức xạ [ở phía Nam] thực hiện việc chiếu xạ thực phẩm. Tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ bức xạ mỗi năm có khoảng 5.000 tấn thực phẩm và 2.000 mét khối dụng cụ y tế các loại đã được đưa vào để chiếu phóng xạ với liều lượng cho phép để diệt khuẩn. Thực chất phương pháp khử trùng bằng tia gama là chiếu tia phóng xạ với lưu lượng cho phép để diệt khuẩn. Đối với các lô hàng thực phẩm xuất khẩu, kỹ thuật đông lạnh chỉ mới kìm hãm được sự sinh trưởng các vi sinh vật nhiễm trong thực phẩm, tuy nhiên nếu đưa vào chiếu xạ các vi sinh vật sẽ bất hoạt. Việc chiếu xạ rất đơn giản, không cần tháo bỏ bao gói, việc chiếu xạ không độc, không làm tan băng đối với thực phẩm đông lạnh và không làm giảm giá trị dinh dưỡng.Chiếu xạ thực phẩm là một công nghệ đảm bảo an toàn về mặt vệ sinh thực phẩm và rất kinh tế. Hiện nay trên thế giới có trên 30 nước sử dụng công nghệ này để xử lý và bảo quản hơn 40 loại thực phẩm khác nhau bao gồm trái cây, rau, ngũ cốc, thịt, gia cầm 37 quốc gia đã có luật cho phép chiếu xạ thực phẩm và có hơn 30 nhà máy chiếu xạ thực phẩm đã được xây dựng. ở Mỹ cho đến nay Cục quản lý thực phẩm và thuốc của Mỹ đã cấp phép cho các loại thực phẩm: Lúa mì, bột mì, khoai tây, thịt lợn, hoa quả, rau, gia vị, gia cầm, thức ăn gia súc, thịt đỏ, trứng, sò. Đối với thực phẩm đã chế biến và hải sản đang được xem xét để cấp phép.Tính an toàn về mặt sức khỏe cũng như lợi ích về mặt kinh tế của thực phẩm chiếu xạ đã được các tổ chức có uy tín của LHQ như Tổ chức Y tế thế giới [WHO], Tổ chức Lương nông [FAO] và Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế [IAEA] nghiên cứu đầy đủ và công nhận.Trong những năm gần đây đã có những nhìn nhận tiến bộ về lợi ích mà bức xạ gamma có thể mang lại cho việc nâng cao chất lượng lượng thực thực phẩm cũng như nhiều lĩnh vực khác.Trong hoàn cảnh hiện nay, để phát triển sản xuất, kinh doanh, xuất nhập khẩu sản phẩm thực phẩm chiếu xạ, đảm bảo sức khoẻ người tiêu dùng, đảm bảo uy tín cho nhà sản xuất và để có căncứ pháp lý cho việc kiểm tra và quản lý sản phẩm thực phẩm chiếu xạ, mặt khác, để đảm bảo lợi ích cho doanh nghiệp, tránh tình trạng độc quyền trong các ngành nghề kinh doanh mà Nhà nướckhông cấm, đồng thời tranh thủ kỹ thuật, công nghệ hiện đại của thế giới đi đôi với lợi ích của quốc gia, cần xây dựng và áp dụng các tiêu chuẩn liên quan đến thực phẩm chiếu xạ, trên cơ sở chấp nhận các tiêu chuẩn tương ứng của Tổ chức Quốc tế về Tiêu chuẩn Thực phẩm [CODEX].Bức xạ gamma có khả năng đâm xuyên lớn, xuyên thấu qua hầu hết các vật liệu, vật phẩm có tỉ trọng khác nhau, nhờ vậy các sản phẩm được khử trùng bằng bức xạ không phải tháo bỏ bao cách ly vi khuẩn, bao kiện hàng và có thể đồng thời xử lý một khối lượng lớn sản phẩm có hình dạng hay kích thước khác nhau. Bức xạ gamma có hiệu lực diệt khuẩn cao, có khả năng bất hoạt các loại vi sinh vật kể cả dạng sinh dưỡng và dạng bào tử với độ đảm bảo vô trùng cao. Bức xạ gamma khi tác động lên sản phẩm chỉ tạo ra một lượng nhiệt không đáng kể, vì vậy chiếu xạ còn gọi là quá trình xử lý nguội, rất thích hợp để khử trùng các sản phẩm kém chịu nhiệt như các bao bì bằng plastic, các sản phẩm sinh học… dễ bị biến tính khi khử trừng bằng nhiệt.Lợi ích của việc chiếu xạ:• Giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh• Tiêu diệt côn trùng• Kéo dài sự sống• Ức chế nảy mầmCác ảnh hưởng của việc chiếu xạ lên thực phẩm và lên người ăn thực phẩm chiếu xạ đã được nghiên cứu rộng rãi và lâu dài tại Mỹ cũng như các nước tiên tiến khác. Những nghiên cứu này cho thấy thực phẩm chiếu xạ có những lợi ích sau:Thứ nhất, chiếu xạ với liều thích hợp sẽ tiêu diệt được các vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh như E. coli, Trichina, Salmonella [vi khuẩn làm thực phẩm có tính độc]… có trong thịt và gia cầm hay các loại thực phẩm khác, ngăn chặn sự nảy mầm của khoai tây và tỏi, làm chậm quá trình chín của trái cây…Thứ hai, thực phẩm chiếu xạ không tiếp xúc với chất phóng xạ mà chỉ bị chiếu bởi tia gamma từnguồn phóng xạ, do đó không thể trở thành “thực phẩm phóng xạ” được.Thứ ba, sau khi chiếu xạ, thực phẩm không xuất hiện bất kỳ độc tố nào và không có sự thay đổi các thành phần hóa học gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con người.Thứ tư, chiếu xạ không làm giảm giá trị dinh dưỡng cũng như các vitamin trong thực phẩm, ngoài ra cũng không có thay đổi nào của acid amin và acid béo…Thứ năm, các nhà máy sử dụng công nghệ chiếu xạ thực phẩm vận hành theo đúng quy trình an toàn sẽ không gây hại gì đến môi trường chung quanh cũng như không gây ảnh hưởng bất lợi về sức khỏe của công nhân làm việc.Thực phẩm chiếu xạ cần được bảo quản và chế biến bình thường như thực phẩm không chiếu xạ.Sau khi chiếu xạ thực phẩm vẫn có thể bị nhiễm các mầm mống gây bệnh [do vậy thực phẩm thường được đóng gói trước khi chiếu xạ] nếu các qui tắc an toàn vệ sinh thực phẩm không được tuân thủ.Mặt khác,cũng cần lưu ý rằng chiếu xạ không giết được hết các virus, chẳng hạn virus gây bệnh bò điên. Chiếu xạ chỉ là một khâu trong một mắt xích từ sản xuất đến tiêu dùng thực phẩm. Muốn có thực phẩm sạch thì trước hết nguồn gốc thực phẩm phải sạch.Những loại thực phẩm nào được phép bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ?Pháp lệnh Vệ sinh an toàn Thực phẩm đã qui định Bộ Y tế ban hành Danh mục thực phẩm được bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ.Hội đồng chuyên gia của FAO/IAEA/WHO đã đưa ra một số ví dụ về các điều kiện công nghệ đối với việc chiếu xạ một số loại thực phẩm như sau:- Thịt gà: Được chiếu xạ nhằm kéo dài thời gian bảo quản và giảm số lượng các vi sinh vật gây bệnh như salmonella từ thịt gà đã moi bỏ ruột với liều chiếu xạ trung bình đến 7 kg.- Cá và sản phẩm cá: Để hạn chế nhiễm côn trùng của cá khô trong quá trình bảo quản với liều chiếu xạ trung bình đến 1 kGy, để giảm vi sinh vật tạp nhiễm và vi sinh vật gây bệnh trong cá và các sản phẩm cá bao gói sẵn hoặc chưa bao gói sẵn với liều chiếu xạ trung bình đến 2,2 kGy.- Hạt ca cao: Để hạn chế nhiễm côn trùng trong quá trình bảo quản với liều chiếu xạ trung bình đến 1 kGy và giảm vi sinh vật trên các hạt đã lên men có xử lý nhiệt hoặc không xử lý nhiệt với liều chiếu xạ trung bình đến 5 kGy.- Quả xoài, đu đủ: Để hạn chế nhiễm côn trùng, tăng chất lượng bảo quản do làm chậm quá trình chín của quả, giảm vi sinh vật trên quả bằng kết hợp chiếu xạ và xử lý nhiệt với liều chiếu xạ trung bình đến 1 kGy.- Khoai tây: để ức chế sự mọc mầm trong quá trình bảo quản với liều chiếu xạ trung bình đến 0,5kGy.- Gạo: để hạn chế nhiễm côn trùng trong quá trình bảo quản với liều chiếu xạ trung bình đến 1 kGy- Gia vị, hành củ khô, tỏi khô: để hạn chế nhiễm côn trùng với liều chiếu xạ trung bình đến 1 kGy, giảm vi sinh vật tạp nhiễu và vi sinh vật gây bệnh với liều chiếu xạ trung bình đến 10 kGy.Tìm hiểu về thiết bị chiếu xạ:Một thiết bị chiếu xạ gồm có các thành phần sau:- Nguồn bức xạ.- Nơi chứa nguyên liệu để tiếp nhận nguồn bức xạ.- Thiết bị điều chỉnh liều lượng bức xạ, bảo vệ, ngăn ngừa việc nhiễm xạ ra ngoài.Thiết bị đo, nhập liệu, tháo liệu.1. Nguồn bức xạ:Phân loại theo nguồn bức xạ, có 2 loại nguồn thường sử dụng là đồng xị bức xạ và máy tạo bức xạ.• Nguồn đồng vị phóng xạ: 2 nguồn chínhNguồn phóng xạ γ:Đây là các bức xạ điện từ có bước sóng cực ngắn λ < 0.001 nm. Bức xạ này có độ xuyên sâu mạnh, năng lượng điển hình lớn. Các sóng γ tác động lên hầu hết các vật chất trên đường đi của nó gây ra những biến đổi mạnh. Chúng có khả năng phân hủy phân tử nước theo cơ chế sau:Chúng gây ra sự phá hủy các liên kết hydro trong các phân tử của tế bào, mối nối hyđro trong phân tử AND, kết quả là hydro sẽ tách khỏi deoxiribose. Chúng còn có khả năng thủy phân purinvà pyrimidine.Khả năng chống lại các tia ion hóa của vi sinh vật phụ thuộc vào khả năng sữa chữa những sai sót trong các phân tử có trong tế bào vi sinh vật.Khả năng chống lại có ở những vi sinh vật khác nhau thì khác nhau. Khả năng này được biểu diễn như sau: Virut > nấm men > bào tử > nấm mốc > gram[+] > gram[−].Hai đồng vị phóng xạ thường dùng là 60Co và 137Cs. Cường độ bức xạ của hai chất trên là Co: 2,8triệu Bq/g và Cs: 3 triệu Bq/g [1Bq bằng một lượng tử bức xạ trong một giây]. Năng lượng điểnhình là Co: 1,173 MeV và Cs: 0.661 MeV.Phóng xạ γ thường dùng khi cần chiếu xạ vào sâu bên trong vật thể. Một bức xạ γ ở mức nănglượng bình thường có thể xuyên qua một tấm chì dày 5 cm hay một tấm nhôm dày 2 m.Nguồn phóng xạ β:Phóng xạ β là các tia electron. Phóng xạ β có thể tạo được từ nguồn đồng vị phóng xạ β hay máygia tốc eletcron. Ở đây chỉ đề cập đến nguồn đồng vị phóng xạ β. Phóng xạ β không có tínhxuyên sâu mạnh nên an toàn hơn phóng xạ γ.Các nguồn phóng xạ β thường gặp là 32P, 35S ,123I…. Phương trình biến đổi chung của đồng vịphóng xạ ββ+→+YXAnAn 1Phóng xạ β thường được sử dụng khi chỉ cần chiếu xạ bề mặt, không có khả năng xuyên sâu nên an toàn cho người vận hành. Tuy nhiên độ xuyên sâu thấp làm giảm khả năng xử lý các sản phẩm. Phóng xạ β thường được dùng để xử lý bề mặt hay sử dụng cho các sản phẩm có hình dạng mỏng, phẳng.Ngoài ra người ta còn sử dụng tia tử ngoại:- Tác dụng mạnh đối với vi sinh vật với bước sóng 2600A0, năng lượng 3-5ev. Ở bước sóng nàyrất nhiều vi sinh vật sẽ bị chết.- Các axit nucleic sẽ hấp thụ tia tử ngoại và làm biến đổi các bazơ của axit nucleic. Cơ chế cơ bảncủa chúng là làm liên kết các thymin của AND theo cơ chế sau: Do tác động này mà tế bào dinh dưỡng của vi sinh vật dễ dàng bị chết.- Tuy nhiên một số tế bào vi sinh vật cũng có khả năng chống lại tác động của tia tử ngoại. Cácloài Micrococcus có khả năng tạo ra những sắc tố có thể hấp thụ những tia tử ngoại và như vậychúng sẽ làm giảm tác động của tia tử ngoại lên tế bào vi sinh vật.- Một cơ chế tác động ngược lại của vi sinh vật đối với tia tử ngoại là chúng có khả năng sửa chữacác sai sót của bazơ nitơ khi bị tia tử ngoại tác động vào. Khả năng này rất khác nhau ở nhữngloài vi sinh vật khác nhau: Virut > nấm men tạo bào tử > vi khuẩn tạo bào tử > nấm men > vikhuẩn gram [+] > vi khuẩn gram [-].Vi sinh vật D [egr × 102]E. ColiProteus vulgarisSerratia marcesescensShigella flexmeriPseudomonas fluorenscensBacillus subtilis [ tế bào sinh dưỡng]Bacillus subtilis [bào tử]Micrococcus luteusStaph. AureusAspergillus flavusPenicillium roquefortiiRhizopus nigrificansSaccharomyces cerevisiae3-43-43-43-43-46-88-1010-203-450-10020-50>2003-10Bảng: Liều gây chết của UV đối với một số vi sinh vật[Số liệu từ microbial Ecology of food vol.CMSF].• Nguồn bức xạ từ máy tạo bức xạ:Máy gia tốc electron [electron accelerator]- Là các máy tạo ra một điện trường cực lớn.- Thường có cấu tạo gồm hai bản cực: cực âm là kim loại có khối lượng phân tử trungbình, có ái lực với electron thấp. Dưới tác dụng của điện thế rất cao giữa hai bản cực [10– 100 KV], các electron này bật khỏi tấm kim loại và bay về phía bản cực dương. Trênđường đi của electron, người ta đặt các nam châm điện để định hướng lại quỹ đạo củaelectron bằng từ trường. Việc định hướng này làm các electron không đập vào bản cựcdương mà bay vào các ống định hướng tia âm cực CRT [Cathode Ray Tube]. Đầu ra củacác ống CRT này là sản phẩm mà ta muốn chiếu xạ.Máy tạo tia Roentgen [Máy gia tốc electron bức xạ hãm]- Cấu tạo gần giống máy gia tốc electron. Tuy nhiên cực dương của máy không phải là cácống CRT mà là tế bào quang điện. Tế bào quang điện là các mảnh kim loại có số khối lớn[gọi là bia biến đổi] như Pb, W, Ta, Au,… Luồng electron tốc độ cao mang năng lượnglớn sẽ bắn phá tế bào quang điện làm tế bào quang điện phát ra các sóng điện từ có bướcsóng cực ngắn. Đó là tia Roetgen [hay tia X], các tia này có bước sóng từ 0.01 nm đến1000 nm, tia Roentgen còn được gọi là bức xạ hãm. Tia Roentgen có độ xuyên sâu mạnh[chỉ thua tia γ].- Máy tạo tia Roentgen có hiệu suất tạo bức xạ hãm thấp, chẳng hạn chì [Pb] có hiệu suấttạo bức xạ hãm là 8 %. Phần lớn năng lượng còn lại chuyển thành nhiệt lượng. Vì vậymảnh kim loại rất nóng, phải dùng nước để tản nhiệt.Bức xạ hãm này có tính xuyên sâu mạnh có thể dùng cho các sản phẩm cần xử lý bằng tiaγ. Nó có ưu điểm hơn đồng vị phóng xạ γ ở các mặt sau [lưu ý là ta không có máy để tạophóng xạ γ].- Có định hướng, khoảng 60% lượng bức xạ hãm này đến được vật cần chiếu xạ, trong khibức xạ của đồng vị phóng xạ γ phát đều theo mọi hướng nên tỉ lượng bức xạ có ích rấtthấp, nguồn 137Cs có hiệu suất 20 %.- Liều ổn định và đồng đều [các đồng vị phóng xạ có liều bức xạ giảm dần theo thời gian].► Nhìn chung các máy tạo bức xạ có các ưu điểm là công suất lớn, liều chiếu lớn, hiệu suất caovà có định hướng. Tuy cần tiêu tốn năng lượng khi vận hành nhưng ta có thể kiểm soát được liềulượng, cường độ và hướng chiếu xạ.So sánh hiệu suất sử dụng năng lượng nguồn bức xạTìm hiểu về thiết bị điều chỉnh năng lượng bức xạ:Nguồn bức xạ Hiệu suấtMáy gia tốc electronNguồn bức xạ hãmNguồn 60CoNguồn 137Cs66502520Thông thường nguồn bức xạ thường phát ra bức xạ vượt mức yêu cầu của quy trình, công nghệ,nên ta phải điều chỉnh năng lượng bức xạ. Đối với các máy bức xạ thì việc điều chỉnh dễ dàngthông qua bộ phận điều khiển trên máy. Còn đối với các đồng vị phóng xạ thì chúng ta phải sửdụng các chất hấp thụ bớt một phần năng lượng. Các chất thường dùng là các kim loại nặng,nước, nước nặng [D2O]. Thường dùng nhất là chì và nước.Một điều lưu ý quan trọng là vật liệu để chế tạo thiết bị chiếu xạ để bức xạ không bị lọt ra ngoàigây nguy hiểm cho người vận hành, đặc biệt là bức xạ dạng tia γ hay tia X do đặc tính xuyên sâumạnh của nó. Với hai nguồn phóng xạ này thì vật liệu thích hợp là bê tông. Bề dày bình trungbình của bức tường này là từ 6 – 7 foot [khoảng 2 m].Ngoài ra với đồng vị phóng xạ cần có biện pháp bảo quản khi không vận hành. Thường các đồngvị phóng xạ tia γ được đặt dưới bể nước sâu để làm giảm mức nguy hiểm. Mô hình nhà máy chiếu xạ thực phẩmNăng lượng các bức xạ ion hóa theo qui định quốc tế sử dụng cho chiếu xạ thực phẩm:- Đối với tia gamma và tia X phải nhỏ hơn 5 MeV.- Đối với chùm tia điện tử phải nhỏ hơn 10 MeV.Hiện nay, đã có một số nước chấp nhận cho phép năng lượng tia X [phát ra từ các máy gia tốc] có thể đến 7,5 MeV.Về tác dụng đối với thực phẩm: chất dinh dưỡng thực phẩm [protein, chất béo, vitamin,đường…] là các đại phân tử có hệ số đương lượng liều giống như nước, nếu chịu liều D = 1kGyhay thì tương tự như bị gia nhiệt ΔT = 0.24oC và hầu như không bị biến đổi gì về chất lượng [chotới liều cực đại cho phép 10kGy].Về tác động vi mô: một liều chiếu 1kGy làm đứt gãy 1 phần triệu mối liên kết hoá học có trong thực phẩm, là một tỉ lệ quá bé. Song với các vi sinh vật có trong thực phẩm thì tỉ lệ đứt gãy phân tử AND như thế lại có thể chấm dứt khả năng tự sao chép và tế bào bị chết. Theo nguyên lí đó, tia bức xạ được sử dụng để diệt khuẩn [bao gồm: vi sinh vật, nang, ấu trùng của côn trùng, ký sinh trùng], gây hãm chín hoa quả, làm chậm nảy mầm ở hạt, củ, kéo dài thời gian bảo quản và sử dụng thực tế của chúng.Thiết bị chiếu xạ thực phẩm được vận hành như thế nào?Thiết bị chiếu xạ hiện dùng để chiếu xạ thực phẩm thường sử dụng nguồn đồng vị phóng xạ [60Co hoặc 137Cs] hoặc tia X và các electron được phát ra từ máy phát. Thiết bị chiếu xạ có thể là loại vận hành theo chế độ “xử lý liên tục” hoặc loại “xử lý theo mẻ”. Việc kiểm soát quá trình chiếu xạ thực phẩm tại tất cả các loại thiết bị gắn liền với việc sử dụng các phương pháp được chấp nhận để đo liều xạ hấp thụ và các phương pháp dùng để giám sát các thông số vật lý của quá trình này. Việc vận hành các thiết bị chiếu xạ thực phẩm phải tuân theo các khuyến nghị của CODEX về vệ sinh thực phẩm.Các đồng vị phóng xạ được sử dụng để chiếu xạ thực phẩm phát ra các photon có năng lượng đặctrưng. Chất đồng vị được sử dụng làm nguồn phóng xạ hoàn toàn quyết định khả năng đâm xuyên của bức xạ phát ra. Hoạt động của nguồn được đo bằng đơn vị becquerel [Bq] và phải được nhà cung cấp nguồn công bố. Hoạt động của nguồn phải được ghi đầy đủ và lưu giữ lại, có tính đến sự tự nhân ra của nguồn kèm theo ngày đo và tính kết quả. Các nguồn phóng xạ thường xuyên được bảo quản ở khu vực riêng biệt, được che chắn, bảo vệ an toàn và có tín hiệu báo chính xác vị trí hoạt động và bảo quản an toàn nguồn phóng xạ và được nối liên động với hệ thống vận chuyển sản phẩm. Nguồn bức xạ được sử dụng có thể là chùm electron hoặc chùm tia X được phát ra từ các máy phát thích hợp. Khả năng xuyên sâu của bức xạ được quy định bởi năng lượng của electron. Năng lượng trung bình chùm tia được ghi lại đầy đủ, có chỉ dẫn rõ ràng về việc thiết lập chính xác các thông số của máy. Các thông số này nối liền với nguồn và hệ thống vận chuyển sản phẩm. Tốc độ dịch chuyển của sản phẩm, độ rộng chiếu tia, tốc độ quét và tần số xung của chùm tia được điều chỉnh đảm bảo đồng đều liều xạ trên toàn bộ bề mặt sản phẩm. Trước khi chiếu xạ thực phẩm thường tiến hành một số phép đo lường để kiểm chứng quytrình chiếu xạ sao cho đáp ứng yêu cầu. Hàng ngày, việc đo liều được thực hiện trong suốt quá trình vận hành chiếu xạ và được lưu lại.Mọi quốc gia đều có những yêu cầu khác nhau về thực phẩm chiếu xạ. Khi xuất khẩu thực phẩm sang các nước, cần tìm hiểu tiêu chuẩn thực phẩm và quy định kỹ thuật của các nước nhập khẩu đối với thực phẩm chiếu xạ, cần phải biết rõ những loại thực phẩm có được phép sử dụng công nghệ chiếu xạ để bảo quản thực phẩm và liều chiếu xạ trung bình đối với mỗi loại thực phẩm là bao nhiêu.Giới thiệu thiết bị chiếu xạ nguồn cobalt dùng bảo quản thực phẩm, khử trùng y tế chăm sóc sức khoẻ và xử lý vật liệu trong công nghiệp.Ngày nay, công nghệ bức xạ đã được ứng dụng rộng rãi, đóng góp vào sự phát triển củacông nghiệp, vì thế nó có vai trò rất quan trọng. Xem xét tổng giá trị của các sản phẩm được xử lý bằng bức xạ ion hoá, thì giá trị kinh tế củacông nghệ này là rất to lớn. Một số ứng dụng như khử trùng, biến tính các pôlyme và các chấtbán dẫn đã phát triển rộng rãi. Điều này là hoàn toàn chính xác đối với các sản phẩm y tế chămsóc sức khoẻ ở các nước công nghiệp như Mỹ và Canada, nơi có đến hơn một nửa số sản phẩmnày đang được khử trùng bằng bức xạ ion hoá.Công nghệ bức xạ đang được mở rộng. Nhiều thiết bị đang được xây dựng, và ngày càng cónhiều ứng dụng mới. Các ứng dụng mới này nhìn chung theo xu hướng phát triển công nghệ vànhu cầu của xã hội, như công nghệ nanô, các pôlyme tự nhiên, nhựa tổng hợp và bảo vệ môitrường. Cùng với sự gia tăng liên tục việc ứng dụng bức xạ trong công nghiệp và y tế, đòi hỏi cácnhà sản xuất và các nhà cung cấp thiết bị chiếu xạ phải cải tiến và nâng cấp các loại thiết bị chiếuxạ hiện có cũng như là sẽ phải thiết kế các loại thiết bị chiếu xạ mới. Sự phát triển các loại thiếtbị chiếu xạ mới mang lại lợi ích cho nhà chủ sở hữu thiết bị chiếu xạ, tuy nhiên điều này cũngđưa đến việc phải cân nhắc tỉ mỉ lựa chọn thiết bị thích hợp nhất để đáp ứng yêu cầu cao nhất củachủ sở hữu. Việc lựa chọn được một thiết bị chiếu xạ chuẩn không chỉ làm cho việc vận hànhđược dễ dàng, an toàn, mà nó còn đạt được hiệu quả cao về đầu tư, mang lợi nhuận kinh tế caohơn. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, nhiều doanh nghiệp đã đầu tư xây dựng các cơ sở bức xạdùng nguồn cobalt quy mô công nghiệp để xử lý chiếu xạ bảo quản thực phẩm, khử trùng y tếchăm sóc sức khoẻ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng nội địa và xuất khẩu. Các thiết bị này 100% đượcnhập khẩu. Nhu cầu phát triển của công nghiệp xử lý bức xạ ở nước ta còn rất tiềm tàng. Việcnghiên cứu thiết kế chế tạo sản xuất lắp đặt trong nước các thiết bị nêu trên là hoàn toàn có tínhkhả thi cao, mục tiêu nâng cao năng lực của các ngành công nghiệp liên quan, thúc đẩy phát triểnkinh tế xã hội, giảm chi phí đầu tư cho các doanh nghiệp và góp phần thực hiện chủ trương củaĐảng và Nhà nước về công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.THIẾT BỊ UELR-10-15S2Thiết bị chiếu xạ UERL-10-15S2 đang được lắp đặt tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khaiCông nghệ Bức xạ thuộc loại LINAC, gia tốc electron bằng sóng cao tần [Hight Frequencies]qua cấu trúc gia tốc cộng hưởng [resonators of accelerating structure]; thiết bị có 02 đầu phát đốixứng; sản phẩm chiếu xạ được vận chuyển bằng hệ thống băng chuyền [conveyer]. Electron sauquá trình gia tốc đạt năng lượng 10 MeV, cường độ dòng cực đại là 1,5 mA, năng suất xử lý cựcđại tương ứng 15kW; tương đương năng xuất sử lý của của một máy Co60 có hoạt độ 1,2 MCi.Thiết bị được cung cấp bởi công ty CORAD Services Ltd, St.Petersburg, Nga. Các thông sốchính của thiết bị được cho trong bảng dưới: Năng lượng, MeV 10Công suất đỉnh, kW 15Cường độ dòng, mA 0.15Tần số, Hz 12,5-300Chiều dài quét, mm, max 600Tổng công suất, kW 110Độ đồng đều liều theo chiều quét, % +/-5Độ ổn định năng lượng,% +/-2,5Độ ổn định công suất, % +/-2,5MÁY CHIẾU XẠ COBALT-60 Bức xạ gamma phát ra từ đồng vị phóng xạ gamma Cobalt 60 là thích hợp cho mục đích xử lý các sản phẩm nông nghiệp, công nghiệp, thực phẩm…Và quá trình khử trùng bằng bức xạ gamma Cobalt 60 đang ngày một phổ biến ở các nước tiên tiến và trong khu vực Đông Nam Á.
Thiết bị chiếu xạ gamma Cobalt-60 hiện nay của Trung tâm là loại SVST-Co60/B công nghiệp