Traitement par faisceau d’électrons

Le procédé d’irradiation par faisceau d’électrons (E-beam, Faisceau E) utilise des électrons de haute énergie pour de nombreuses applications. Le traitement d’irradiation par faisceau d’électrons est habituellement utilisé pour la stérilisation des dispositifs médicaux, le contrôle de la contamination, ainsi que pour la modification de matériaux tels que les tubes thermorétractables et l’isolation de fils et de câbles.

Qu’est-ce que l’irradiation par faisceau d’électrons ?

ebeamLe procédé par faisceau d’électrons permet d’obtenir des effets très différents, tels que la stérilisation, la modification de polymère, la réticulation et la scission de chaîne, par son action en tant que rayonnement ionisant.

En termes simples, le bombardement d’un matériau avec des électrons de haute énergie aboutit à une cascade de ces électrons en mouvement à travers la matière cible. Ces électrons sont libres d’interagir avec des molécules dans le matériau, éjectant des électrons hors de leur orbite et générant des radicaux libres. Ce sont principalement les réactions de ces espèces qui sont responsables de l’aptitude du faisceau à modifier des polymères. Dans le contexte de la capacité de stérilisation du faisceau d’électrons, il est généralement admis que ces mêmes espèces induisent des cassures dans la double hélice d’ADN, ce qui empêche la réplication ou l’expression, ayant pour résultat la capacité de stériliser.

Le procédé utilise des électrons de haute énergie comme source de rayonnement. Les électrons, qui sont produits par un courant électrique normal, sont accélérés jusqu’à une vitesse proche de la lumière au moyen d’un accélérateur linéaire. Les énergies résultantes, allant normalement de 3 à 10 millions d’électron-volts (MeV) et couplées à une puissance de 1 à 50 kW, ont une énergie suffisante pour pénétrer dans une gamme de matériaux.

Le processus lui-même se déroule derrière un mur de béton épais, ce qui empêche le rayonnement de quitter la cellule. Comme le faisceau d’électrons utilise des électrons de haute énergie, le processus se déroule avec une perte minimale d’efficacité et de temps d’immobilisation.

Dans quels cas l’irradiation par faisceau d’électrons est-elle utilisée ?

Du fait de l’augmentation de l’énergie disponible dans les équipements de nouvelle génération, cette technologie s’est imposée comme un procédé à grande vitesse et flexible pour la stérilisation des dispositifs médicaux et des produits pharmaceutiques.

Le procédé par faisceau d’électrons est également utilisé comme moyen de contrôle de la contamination dans les emballages,les produits cosmétiques et articles de toilette.

Principaux avantages technologiques du faisceau d’électrons

L’irradiation par faisceau d’électrons peut délivrer la dose d’irradiation en quelques secondes à peine, ce qui signifie que l’ensemble du processus peut se dérouler en quelques minutes. À la suite de cette courte période d’exposition, les avantages suivants ont été obtenus :

  • Durées de traitement plus courtes
  • Amélioration de l’efficacité de la chaîne d’approvisionnement
  • Les polymères dans les produits sont moins susceptibles de présenter un risque de fragilisation
  • Considérablement moins de dommages oxydatifs dans le produit
  • Changement de couleur réduit dans tous les polymères présents
  • Aucun résidu chimique ne persiste sur les produits traités – propres, sûrs et écologiques

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