Işınlanmış bazı gıda ve kağıt örneklerinin spektroskopik ve dozimetrik özelliklerinin ESR tekniği ile incelenmesi

Abstract

Günümüzde rutin bir şekilde, belirli sınırlar içerisinde, gıdaların sterilizasyonu ve kültürel miras sayılabilecek kitap vb. dokümanların korunması amacıyla iyonlaştırıcı radyasyon kaynakları kullanılmaktadır. Elektron Spin Rezonans (ESR) tekniği, iyonize radyasyon ile ışınlanmış gıda veya kâğıt örneklerinin teşhis edilmesinde en güvenilir tekniklerden biridir. Bu çalışmada çeşitli gıda ve kâğıt örneklerinde ışınlama etkisiyle oluşan serbest radikallerin spektroskopik özellikleri ESR tekniği kullanılarak incelenmiştir. Farklı birçok gıda ve kâğıt örnekleri gama radyasyon kaynağı ile ışınlanmış ve ışınlanmamış örneklerin ESR sinyalleri ile ışınlanmış örneklerde radyasyon etkisi ile oluşan ESR sinyallerinin spektral özelliklerinde zamana, sıcaklığa, mikrodalga gücüne ve ışınlama dozuna bağlı değişimler takip edilmiştir. Oda sıcaklığında gama ışınları kullanılarak farklı doz değerlerinde ışınlanan örneklerin sinyal şiddetlerindeki değişimleri tarif edebilecek matematiksel fonksiyonlar belirlenerek, ışınlama ile oluşan serbest radikallerin radyasyon duyarlılıkları belirlenmiştir. Normal laboratuvar koşullarında bekletilen örneklerin sinyal şiddetlerindeki azalma takip edilerek, radikallerin uzun dönem sönüm davranışları incelenmiştir. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda yapılan kinetik çalışmaları ile elde edilen veriler kullanılarak radyasyon etkisi ile gıda ve kâğıt örneklerinde oluşan serbest radikallerin aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusuna, incelenen örneklerin geçmişte maruz kaldıkları bir ışınlama işleminin ESR tekniği ile belirlenip belirlenemeyeceği ve dozimetrik birer materyal olarak kullanılıp kullanılamayacakları tartışılmıştır.

Nowadays, within certain limits, ionizing radiation sources are used routinly for the sterilization of foods and protection of books and documents that can be considered as cultural heritage. Electron Spin Resonance (ESR) technique is one of the most reliable techniques for the identification of food or paper samples irradiated with ionizing radiation. In this study, spectroscopic properties of free radicals produced by irradiation effect in various food and paper samples were investigated by ESR technique. Different food and paper samples were irradiated with gamma radiation source and the changes in the spectral properties of the ESR signals caused by the radiation effect in the irradiated samples were followed by time, temperature, microwave power and irradiation dose. Long term fading behavior of radicals was investigated by measuring the signal intensities of the samples kept under normal laboratory conditions. In addition, by using the data obtained from high temperature kinetic studies, the activation energies of radiation induced free radicals in food and paper samples were calculated. In the light of the obtained results, it was discussed whether the pre-irradiation process of the investigated samples could be determined by ESR technique and whether they can be used as a dosimetric material.