Под действием ионизирующего излучения одна часть микроорганизмов погибает, а другая — теряет способность к размножению. После облучения гарантированный уровень стерильности изделия соответствует современным медицинским стандартам
(SAL 10-6). Это означает, что на 1 млн. изделий приходится не более одного нестерильного компонента.

Этот метод увеличивает срок хранения продуктов. Он удобен тем, что продукты обрабатываются в упаковках, а сама процедура проходит просто и быстро. Холодная пастеризация безопасна и отвечает самым высоким стандартам, так как позволяет отказаться от использования вредных химических консервантов. Именно поэтому продукты обработанные этим методом являются чистыми и безопасными, по сравнению с другими методами.

Еще одна сфера использования ускорителей ЭЛВ – очистка сточных вод. Они применялись при ликвидации экологической катастрофы в Воронеже (более 30 лет назад), когда отходы производства «Воронежсинтезкаучук» попали в городской водозабор, а также при очистке сточных вод текстильного производства в городе Тэгу в Южной Корее. Это единственные в мире примеры использования ускорителей в качестве полномасштабных установок экологического назначения.

Облучение проводов и кабелей для улучшения их свойств

Стерилизация медицинских изделий

Радиационная обработка пищевых продуктов

Очистка сточных вод

Облучение полиэтиленовой ленты

Производство пенополиэтилена

Производство гидрогеля

Получение нанопорошков

Преимущества радиационной обработки:

• Разрывное усилие увеличивается на 20-40%,
• Ударное разрывное усилие увеличивается до 200%.

Пенополиэтилен – эластичный материал, обладающий такими свойствами, как:

• отличная теплоизоляция,
• защита от влаги и пара,
• воздухонепроницаемость,
• шумоизоляция,
• мягкость и малый вес,
• стойкость к гниению и долговечность,
• экологическая безопасность.

При облучении 3-5% водного раствора полиэтиленоксида происходит образование гидрогеля, используемого в качестве основы для лекарственных соединений, косметических средств, противоожоговых и раневых повязок, а также промежуточной среды в ультразвуковой медицинской диагностики.

Нанопорошки получают с помощью испарения из расплавов. Они применяются в качестве исходного сырья при производстве керамических и композиционных материалов, сверхпроводников, солнечных батарей, фильтров, геттеров, присадок к смазочным материалам, красящих и магнитных пигментов, компонентов низкотемпературных высокопрочных припоев.

Это установка, которая разгоняет заряженные частицы до очень высоких энергий. Такое устройство позволяет получать не только пучки первичных ускоренных заряженных частиц, но и вторичных частиц (например, фотонов, нейтронов и т. д.), то есть тех, которые получаются при столкновении пучка первичных частиц с неким веществом.

Ускорители выполняют важную функцию– с их помощью ученые изучают свойства элементарных частиц, что имеет большое значение в ядерной физике и физике твердого тела. Но ускорение частиц интересует специалистов и в других сферах– например, химиков, биологов и геологов. Кроме того, сейчас ускорители нашли применение в прикладных областях, таких как медицина, металлургия и пищевая промышленность.

Как разогнать частицу?

Чтобы заставить частицу двигаться быстрее, необходимо два "инструмента" — электрическое поле и магнитное поле. Электрическое поле способно изменять энергию частицы, а магнитное - задать ей нужное направление, при этом не влияя на другие свойства. То есть для разгона частицы достаточно поместить их в электромагнитное поле. Однако для того, чтобы получить частицы высоких энергий требуются большие мощности генераторов, образующих это поле и достаточная протяженность для разгона.

Tilda Publishing

Существует несколько параметров для классификации ускорителей. По траектории движения они делятся на циклические и линейные. По характеру ускоряющего поля — на резонансные и нерезонансные. В первых частица ускоряется с помощью переменного высокочастотного электромагнитного поля, и для разгона частица должна двигаться в резонанс с изменением полярности, чтобы постоянно преодолевать разность потенциалов (ведь именно за счет этого происходит ускорение). В нерезонансных ускорителях направление поля не меняется.

Помимо этого, ускорители можно разделить по типу ускоряемых частиц, по непрерывности пучка, по преобладанию воздействующего поля (магнитное или электрическое) и другим свойствам.

В линейных ускорителях, в отличие от циклических, частицы проходят ускоряющую структуру только один раз. Чтобы добиться нужных скоростей частицам изначально задают некоторую скорость и затем пускают по прямой. Большой градиент ускорения позволяет разогнать частицы до очень больших энергий, хотя они проходят ускоряющий участок всего раз.

Чем линейные ускорители отличаются от остальных?

В первую очередь, компактность – линейные ускорители не нуждаются в громоздких магнитных системах. Кроме того, они обеспечивают легкий вывод пучка, а также высокую плотность тока.
Ускорители ИЯФ СО РАН имеют простую конструкцию, поэтому они надежны и не требуют точной стабилизации теплового режима: могут начать облучение без долгого прогрева ускорителя. Помимо всего для этих устройств требуются относительно недорогие расходные материалы.

В чем их преимущества?

В начале 1960-х Герш Ицкович Будкер в своем Институте ядерной физики СО РАН, который сегодня носит его имя, начинает работу по созданию мощных промышленных ускорителей. В первые годы эти устройства обладали энергией 1-1,5 МэВ и мощностью электронного пучка 10 кВт, что считалось хорошими показателями.

Сначала в ИЯФ СО РАН разрабатывают высоковольтные ускорители прямого действия трансформаторного типа. В 1970 году, после подтверждения эффективности электронно-лучевой модификации полимерной изоляции проводов, Министерство Электротехнической Промышленности заказывает у института сразу 15 ускорителей, но выдвигает новые требования: повысить мощность электронного пучка, надежность и ремонтопригодность машины, а также сделать устройство простым в эксплуатации. После получения заказа в ИЯФ СО РАН решают, что вместо совершенствования старых машин трансформаторного типа (ЭЛТ), лучше создавать новые – на основе высоковольтного выпрямителя. Эту модель ускорителей называют ЭЛВ.

В 1970–е сотрудники ИЯФ СО РАН начинают разрабатывать высокочастотные промышленные ускорители типа ИЛУ (импульсный линейный ускоритель). Изначально они создаются как форинжекторы ускорительных комплексов института.

Первой разрабатывается установка ИЛУ-6 с максимальной мощностью пучка до 20-40 кВт и диапазоном энергии 1,5-2,5 МэВ. Такие параметры позволяют увеличить толщину изоляции обрабатываемых изделий – раньше максимальная энергия ускорителей прямого действия не превышала 1,5 МэВ, а мощность – 1-3 кВт.

В 1990-е создается ускоритель ИЛУ-10 с энергией до 5 МэВ и мощностью пучка до 50 кВт. В основном он повторяет конструкцию ускорителя ИЛУ-6, их различие лишь в том, что резонатор ИЛУ-10 выше, и на нём установлены два высокочастотных генератора.

Рост рынка одноразовых медицинских изделий и расширение использования ускорителей электронов для обработки пищевых продуктов вызвали спрос на ускорители с энергией до 10 МэВ и мощностью пучка в десятки и сотни кВт.

Расчёты и опыт работы показали, что однорезонаторная система становится энергетически невыгодной при энергии свыше 5 МэВ из-за роста потерь в резонаторе, которые пропорциональны квадрату напряжения на нем. Поэтому для достижения более высоких энергий выгоднее разместить несколько резонаторов последовательно и производить ускорение электронов пучка в нескольких ускоряющих промежутках, что и было реализовано в ИЯФ СО РАН. Новые установки получили номера 12 и 14 и имели диапазон энергии 5-7,5 МэВ и 7,5-10 МэВ и мощность пучка до 60 кВт и до 100 кВт соответственно.