Elektronenstrahl

Bei der Elektronenstrahlbehandlung (E-Beam-Behandlung) kommen für eine Vielzahl von Anwendungen hochenergetische Elektronen zum Einsatz. Am häufigsten wird die Elektronenstrahlbehandlung für die Sterilisation von medizinischen Produkten, für die Kontaminationskontrolle und für die Materialmodifikation (z. B. bei Schrumpfschläuchen sowie zur Isolierung von Drähten und Kabeln) genutzt.

Was ist die Elektronenstrahlbehandlung?

Die Elektronenstrahlbehandlung kann dank der ionisierenden Strahlung in vielen unterschiedlichen Bereichen eingesetzt werden, wie beispielsweise für die Sterilisation, die Polymermodifikation, die Vernetzung und die Kettenspaltung.

Mit einfachen Worten: Durch den Beschuss eines Materials mit hochenergetischen Elektronen kommt es zu einer Elektronenkaskade, d. h. beim Durchdringen des Materials multiplizieren sich die Elektronen. Diese können dann frei mit Molekülen im Material reagieren, wodurch Elektronen aus der Umlaufbahn ausgestoßen und freie Radikale gebildet werden. In erster Linie sind es diese Reaktionen, die die Modifikation von Polymeren durch den Elektronenstrahl möglich machen. Im Hinblick auf das Sterilisationspotenzial der Elektronenstrahltechnologie sind diese Reaktionen von Bedeutung, da Brüche in der DNS-Doppelhelix einiger Spezies verursacht werden, wodurch eine Ausbreitung oder Vervielfältigung verhindert und eine Sterilisation ermöglicht wird.

Bei diesem Verfahren werden hochenergetische Elektronen als Strahlenquelle verwendet. Diese Elektronen aus normalem elektrischem Strom werden mithilfe eines Linearbeschleunigers beinahe auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Die dabei entstehenden Energien, die normalerweise im Bereich zwischen 3 und 10 MegaelektronenVolt (MeV) liegen und eine Leistung von 1 bis 50 kW erreichen, sind ausreichend, um zahlreiche Materialien zu durchdringen.

Das eigentliche Verfahren findet hinter einer dicken Betonwand statt, wodurch vermieden wird, dass Strahlung aus der Kammer austritt. Da hochenergetische Elektronen eingesetzt werden, sind der Effizienzverlust und die Stillstandszeiten beim Elektronenstrahlverfahren sehr gering.

Wofür wird die Elektronenstrahlbehandlung eingesetzt?

Da die Geräte der neuen Generation wesentlich leistungsstärker sind, hat sich diese Technologie als flexibles und überaus schnelles Verfahren für die Sterilisation von medizinischen Produkten und Pharmazeutika durchgesetzt.

Die Elektronenbestrahlung dient darüber hinaus als Methode zur Kontaminationskontrolle bei Verpackungen, Kosmetika und Hygieneartikeln.

Die wichtigsten Vorteile der Elektronenstrahltechnologie

Bei der E-Beam-Behandlung wird die Strahlendosis in nur wenigen Sekunden abgegeben, wodurch sich die Gesamtdauer der Bestrahlung auf wenige Minuten beschränkt. Dank dieser kurzen Bestrahlungszeit bietet diese Methode die folgenden Vorteile:

• Kürzere Bestrahlungszeiten
• Verbesserte Leistungsfähigkeit der Lieferkette
• Ein geringeres Risiko von Versprödung bei Produkten aus Polymeren
• Erheblich weniger oxidative Schäden an den Produkten
• Reduzierte Farbveränderungen bei Polymeren jeglicher Art
• Keine chemischen Rückstände auf dem behandelten Produkt – ein sauberes, sicheres und umweltfreundliches Verfahren

Weitere Informationen zum Elektronenstrahlverfahren finden Sie unter den TechTeam-Ressourcen.