Analiza alimentelor cu radiații X

Analiza chimică a alimentelor cu radiaţii X

1. Radiaţiile electromagnetice. Radiaţia X

Radiaţia este fenomenul fizic de emitere şi propagare de unde (radiaţie ondulatorie) sau de corpusculi (radiaţie corpusculară). Orice radiaţie implică un transport de energie. În numeroase cazuri, radiaţia se face sub forma unui fascicul de raze, astfel că (pentru aceste situaţii) termenul de raze este folosit cu aceeaşi accepţiune ca şi termenul radiaţie.

În funcţie de frecvenţa sau lungimea de undă cu care radiaţia se repetă în timp, respectiv în spatiu, undele electromagnetice se pot manifesta în diverse forme. Spectrul radiaţiilor electromagnetice este impărtit după criteriul lungimii de undă în câteva domenii, de la frecvenţele joase spre cele înalte:

- Radiaţiile (undele) radio;

- Microunde;

- Radiaţii hertziene;

- Radiaţii infraroşii;

- Radiaţii luminoase;

- Radiaţii ultraviolete;

- Radiaţii X (Röntgen);

- Radiaţii „γ” (gamma).

Radiaţia Röntgen (sau X) descoperită în 1895 a jucat un mare rol în dezvoltarea teoriei atomice. Această radiaţie se produce când electronii rapizi ce pleacă de la catodul unui tub în care s-a făcut vid sunt dirijaţi asupra unui bloc de metal, aşa-numitul anticatod (fig. nr. 1.). În principiu, orice metal este bun ca anticatod. Pentru scopuri practice, însă, se preferă de cele mai multe ori tungstenul (wolframul), din cauza punctului său de topire ridicat. De la anticatod porneşte o radiaţie invizibilă , având lungimi de undă foarte mici, cuprinse aproximativ între 10-9 şi 10-6 cm (la partea vizibilă a spectrului ele sunt cuprinse între 0.4*10-4 şi 0.8*10-4 cm). Această radiaţie străbate aproape prin toate substanţele, chiar prin straturi de metal, şi poate provoca leziuni corporale grave, dacă aparatele care emit sau lucrează cu această radiaţie nu sunt mânuite corespunzător. Numai pereţii groşi sau un blindaj de plumb oferă o protecţie suficientă.

Fig. nr. 1. Schema unui tub de radiaţii Röntgen: Fig. nr. 2. Cum ia naştere radiaţia

O- obiectul străbătut de radiaţie; I- imaginea Röntgen (X) de frânare

obiectului; K- catod; e- electroni; A- anticatod (anod);

R- radiaţie Röntgen (X); E- ecran fluorescent.

Pentru a face vizibilă această radiaţie, ea este lăsată să cadă pe un ecran acoperit cu sulfură de zinc fluorescentă; aceasta se colorează într-o nuanţă verzuie şi arată contururile părţilor obiectului prin care radiaţia trece mai puţin (Lindner, 1960).

2. Principiul metodei

Spectrometrele cu raze X au la bază metoda de analiză a flourescenţei de raze X cu dispersie după energie. Atomii din probă, care poate fi sub formă solidă, pudră sau lichidă, sunt excitaţi de razele X emise de un tub de raze X sau de radioizotopi. Pentru mărirea sensibilităţii, radiaţia primară de excitaţie poate fi polarizată utilizând ţinte specifice între tubul de raze X şi probă. Radiaţia de flourescenţă de raze X, emisă de atomii probei analizate, este masurată simultan de un detector fix cu semiconductori sau de un contor proporţional. Intensitatea radiaţiei fiecărui element, care este proporţională cu concentraţia elementului din probă, este recalculată intern de un set de curbe de calibrare stocate, şi poate fi afişată direct în unităţi de concentraţie.