Sugárkémiai Laboratórium

     Laboratórium-vezető:

      Takács Erzsébet

      Tel: +(36-1)-392-2548

      Fax: +(36-1)-392-2584

      E-mail: takacs.erzsebet @energia.mta.hu

 

 

A laboratórium kutatásai két fő irányban folynak: környezetvédelmi-, illetve polimerekkel kapcsolatos kutatások. A Laboratórium fontos nagyberendezése az elektrongyorsító, amellyet alkalmazott- (sugárzásos öregítés), valamint alapkutatási (sugárzással indukált reakciók mechanizmusa) célra is használnak.

Környezetvédelmi kutatások
A kutatás célja: energiatakarékos szennyvíz kezelési technológiák elméleti alapjának megteremtése. A szennyvízbe a háztartásokból számos olyan toxikus anyag kerül, - mint például a gyógyszerek - amelynek lebontása a szennyvíztelepeken a hagyományos technológiákkal nem megoldható. A szennyvíztelepekről kikerülő, tisztított szennyvízben található, kis koncentrációban jelen lévő gyógyszer maradványok eltávolítása rendkívül fontos. A tisztított szennyvíz ugyanis többnyire az élővízekbe kerül, így a szennyeződések, bár felhigulva az ivóvízbe juthatnak. Ez megakadályozható a tisztított szennyvíz ionizáló sugárzásos utókezelésével. Ezzel az energiatakarékos, környezet kímélő módszerrel a maradék toxicitás megszüntetése mellett a tisztított szennyvíz fertőtlenítése is megtörténik egyúttal, kiváltva ezzel a jelenleg használt klórozást. A nagyenergiájú ionizáló sugárzás hatására a víz radiolízise megy végbe, melynek során igen reaktív köztitermékek keletkeznek: hidratált elektron, hidroxilgyök és hidrogén atom. Ezek a köztitermékek reagálnak a vízben oldott szerves anyagokkal, lebontva a nagymolekulájú vegyületeket, felbontva az aromás gyűrűt, a toxikus anyagok előbb kisebb molekulájú vegyületekké, végül, a mineralizáció során széndioxiddá és vízzé alakulnak át. A Laboratóriumban gyógyszermolekulák, köztük antibiotikumok, fájdalomcsillapítók, lázcsillapítók ionizáló sugárzással indukált lebontásának mechanizmusát tanulmányozzák híg vizes oldatban. A kémiai oxigénigény (KOI), biokémiai oxigénigény (BOI), teljes szerves széntartalom (TOC) és a toxicitás (Microtox) mérése mellett olyan módszereket is alkalmaznak, melyekkel a kiinduló anyag, illetve a keletkezett bomlástermékek koncentrációjának változása is követhető. A bomlástermékek azonosítására HPLC elválasztás után diódasoros, illetve tandem MS detektálást használnak.


 

Polimerekkel kapcsolatos kutatások
A kutatások fő irányai: sugárállóság, sugárzásos módosítás, kábel- és huzalszigetelések, hidrogélek, felületbevonatok, festékek. A sugárkémia gyakorlati alkalmazásának legfontosabb területe a polimerek sugárzásos módosítása. Ezen az úton új szerkezeti anyagok állíthatók elő energia kímélő módszerekkel. A téma jelentőségét külön aláhúzza az is, hogy nagyon sok polimer található sugárzásos terekben, például atomreaktorokban. A kutatások célja különféle anyagok sugár-érzékenységének, illetve sugár-stabilitásának meghatározása, valamint ionizáló sugárzást alkalmazó technológiák működési paramétereinek optimalizálása. Sugárzással iniciált ojtással a polimer, vagy biopolimer (pl. cellulóz) felületi tulajdonságai (színezhetőség, vízállóság, adszorpciós képesség, kompatibilitás különböző polimerek között) alapvetően módosíthatók. Ezáltal lehetővé válhat például sok polimer újrahasznosítása, mely az energia felhasználás szempontjából igen kedvező. 

Vizsgálatok elektrongyorsítóval
A Laboratórium működtet egy 4 MeV-es Linac típusú elektrongyorsítót, mellyel rövid idő alatt igen nagy dózisok közölhetők a vizsgált mintával. Így viszonylag gyorsan végezhetők sugáröregítési vizsgálatok. Ugyanakkor, az elektrongyorsítóhoz kapcsolt impulzusradiolízis berendezés kinetikus spektrofotometriás detektálás segítségével gyors, akár mikroszekundumos időtartamon lejátszódó reakciók mechanizmusának és kinetikájának felderítését teszi lehetővé.

 

A laboratórium munkatársai