Ionisering er det kjemiske eller fysiske fenomenet som ioner genereres ved, disse er elektrisk ladede atomer eller molekyler på grunn av overskudd eller mangel på elektroner i henhold til et nøytralt atom eller molekyl. Den kjemiske arten med flere elektroner enn det nøytrale atomet eller molekylet kalles anion , og har en netto negativ ladning, og den med færre elektroner kalles en kation , som har en netto positiv ladning. Det er flere måter som ioner kan dannes fra atomer eller molekyler.
Negativt ladede ioner produseres når et fritt elektron kolliderer med et atom og deretter fanges innenfor den elektriske potensialbarrieren, og frigjør overflødig energi. Prosessen er kjent som elektronfangende ionisering .
Positivt ladede ioner produseres ved å overføre en mengde energi til et bundet elektron i en kollisjon med ladede partikler (f.eks. ioner, elektroner eller positroner) eller med fotoner. Terskelen mengden energi som kreves er kjent som ioniseringspotensialet . Studiet av slike kollisjoner er av grunnleggende betydning med hensyn til fåkroppssystemer , som er et av de store uløste problemene i fysikk. Kinematisk komplette eksperimenter , [ 1 ] det vil si eksperimenter der den komplette momentumvektoren til alle kolliderende fragmenter (det spredte prosjektilet, det rekylende målionet og det utstøttede elektronet) bestemmes, har bidratt til viktige fremskritt i den teoretiske forståelsen. av problemet med få kropper de siste årene.
I visse kjemiske reaksjoner skjer ionisering ved elektronoverføring; for eksempel reagerer klor med natrium og danner natriumklorid , som består av natriumioner (Na + ) og kloridioner (Cl - ). Betingelsen for at ioner kan dannes i kjemiske reaksjoner er vanligvis en sterk elektronegativitetsforskjell mellom de reagerende elementene eller ved ladningsstabiliserende resonanseffekter . I tillegg favoriseres ionisering av polare medier som klarer å stabilisere ionene . Således har fosforpentaklorid (PCl 5 ) en ikke-ionisk molekylform i mindre polare medier som toluen og dissosieres til ioner i polare løsningsmidler som nitrobenzen (O 2 NC 6 H 5 ).
Tilstedeværelsen av Lewis-syrer som aluminiumhalogenider eller bortrifluorid ( BF 3 ) kan også favorisere ionisering på grunn av dannelsen av stabile komplekser som [AlCl 4 - ]. Tilsetning av aluminiumtriklorid til en løsning av tritlklorid (Cl-CPh 3 ), en organisk forbindelse, resulterer i dannelsen av trityliumtetrakloroluminat ([AlCl 4 ] - [CPh 3 ] + ), et ionisk stoff og tilsetning av aluminiumklorid til tetraklorcyklopropen (C 3 Cl 4 , en flyktig organisk væske) gir triklorcyklopropenyl-tetrakloraluminat ([AlCl 4 ] - [C 3 Cl 3 ] + ) som et fargeløst fast stoff. Til denne prosessen legges summen av elektronene sammensatt av færre negative ladninger til kjernen til det første påfølgende atomet.
I miljøet (luft, vann, jord osv.) er det noen mikroorganismer eller mikrober som kan være skadelige for menneskers helse, og de overlever ved å utnytte de næringsstoffene som er tilgjengelige for dem til å utvikle eller forbli i dem.
Sterilisering er praksisen som er ment å ødelegge eller eliminere alle mikrober. Den bakteriedrepende effekten av stråling har vært kjent siden antikken, for eksempel er det kjent at solstråling, eller mer presist ultrafiolett stråling, er naturlige steriliseringsmidler. Imidlertid er infrarød elektromagnetisk stråling den minst effektive på grunn av dens lange bølgelengde. Gammastrålesterilisering er en teknologi som har blitt identifisert som et trygt alternativ for å redusere den mikrobielle belastningen i mat og i innsatsfaktorer som kommer i direkte kontakt med den, redusere risikoen for smitte av matbårne sykdommer, i produksjon, prosessering, håndtering og tilberedning av mat. disse, som alle øker kvaliteten og konkurranseevnen til produktene, og gir dem større merverdi.
Ioniserende energi kan stamme fra tre forskjellige kilder: gammastråler , en elektrongenererende maskin og røntgenstråler . Den vanligste kilden til gammastråler er kobolt-60 .
Gammastråler består av elektromagnetiske bølger med svært kort bølgelengde som trenger inn i beholdere og produkter som er eksponert for nevnte kilde, og forårsaker små strukturelle endringer i DNA -kjeden til bakterier eller mikroorganismer, som forårsaker død eller gjør dem ulevedyktige eller sterile, ingen evne til å replikere. Teknologien tillater behandling av produkter i sluttemballasjen.
Ioniserende energi kan brukes på en lang rekke produkter for å sterilisere eller redusere den mikrobielle belastningen, og eliminere patogener som kan være helseskadelige. Blant produktene som behandles er: Mat, kosmetikk, medisinske produkter, medisinske urter, laboratorie- og farmasøytiske produkter, dyrefôr og emballasje.
Teknologien har vært i kommersiell form siden 1950-tallet og er lisensiert for bruk i mer enn tretti land, for mer enn femti matvarer. Den har godkjenning fra viktige internasjonale organisasjoner som: WHO, FAO og IAEA. Den har også godkjenning fra FDA, som gjenspeiler forskriftene i koden 21 CFR 179.26. Disse enhetene kan anbefale, regulere eller lovfeste riktig anvendelse av teknologien, ved å etablere de riktige driftsparametrene og de maksimale dosene som gjelder for hver type produkt.
Gammastråler etterlater ingen form for rester og er effektive mot sykdomsfremkallende organismer og gjør det mulig å få trygg og sunn mat. Dette bekreftes av de som har valgt dette alternativet, hvis bruk har vært økende de siste årene. Ulike undersøkelser har vist at det ikke er betydelige tap av næringsstoffer i mat.
En annen viktig applikasjon som fortsatt er i FoU-fasen er påvisning av eksplosiver og farlige eller forbudte stoffer gjennom elektrosprayionisering, sammen med mobilitetsanalyse (DMA) og massespektrometri (MS/MS). I Spania utvikler et teknologiselskap, "SEDET" (European Detection Society), utstyr med disse egenskapene som er nyttig for å oppdage eksplosiver, narkotika eller enhver type farlig eller forbudt substans som vil bruke elektrosprayionisering. Utstyret heter «Air Cargo Explosive Screener (ACES)» og er først og fremst rettet mot luftfraktcontainere eller havner.
Sedet er et Joint Venture opprettet av SEADM, Morpho og CARTIF teknologisenter for å utvikle denne nye generasjonen av deteksjonssystemer for spor etterlatt av eksplosive stoffer.
En elektrospray (ES) ionisator er en enhet som opprinnelig ble foreslått av Fenn. Blanding av denne ionisk ladede aerosolen med en luftprøve som kan inneholde eksplosive damper (eller partikler) fører til ionisering av de eksplosive molekylene, enten ved kontakt med dråpene eller ved ladningsutveksling med ionene produsert av eksplosivene, fordampning av dråper IS. Dette fører til dannelse av molekylære ioner som kan analyseres i DMA og MS. ES-ionisering brukes oftest for biologiske arter med stor molekylvekt, men er også ideell for plotdeteksjon av eksplosiver med lav flyktighet av følgende grunner: