В связи с использованием радиоактивных изотопов в деревообрабатывающей промышленности возникает необходимость установления пределов радиационной устойчивости древесины. Под действием небольших доз γ-радиации происходит лишь изменение цвета древесины: она по всему объему приобретает буроватую окраску; при этом механические свойства ее не изменяются. При дозах облучения в 10 Mrad (rad— единица поглощенной дозы излучения, равная 0,01 дж на 1 кг, или 100 эрг на 1 г облученного вещества; 1 Mrad=106 rad.) и более наблюдается снижение механических свойств древесины, величина которого зависит не только от интегральной дозы облучения, но и вида испытаний. В табл. 59 представлены результаты определения прочности древесины сосны после облучения разными дозами. Как видно из таблицы, облучение оказывает наименьшее влияние на сопротивление древесины сжатию. Значительно больше снижается прочность при скалывании и еще сильнее падает сопротивление статическому изгибу.
Таблица 59. Влияние γ-облучения на прочность древесины сосны.
Вид испытания | Пределы прочности, кг/см2, после облучения при интегральных дозах, Mrad | |||||
0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 500 | |
Сжатие вдоль волокон | 365 | 385 | 350 | 295 | 320 | 260 |
Скалывание радиальное вдоль волокон | 75 | 57 | 39 | 34 | 32 | 22 |
Статистический изгиб | 825 | 660 | 370 | 255 | 250 | 84 |
Наиболее сильное влияние оказывает облучение на ударную вязкость древесины. Удельная работа при ударном изгибе древесины сосны после облучения дозой 50 Mrad снизилась более чем в 2 раза. Причина снижения показателей физико-механических свойств древесины — разложение слагающих ее веществ под действием радиации (радиолиз).
Наиболее легко разлагаются гемицеллюлозы (в первую очередь пентозаны); несколько более стойка — целлюлоза. Однако полисахариды значительно уступают по радиационной устойчивости лигнину. Поскольку лигнин лучше, чем целлюлоза, сопротивляется сжимающим нагрузкам, облучение оказывает наименьшее влияние на прочность древесины именно при сжатии вдоль волокон. Лигнин не только в меньшей степени разлагается под действием γ-лучей, но и защищает от радиации углеводную часть древесины (полисахариды).
Полученные данные о влиянии облучения на механические свойства древесины показывают полную возможность использования радиоактивных изотопов для контроля над технологическими процессами обработки древесины; доза облучения древесины при этом в миллионы раз меньше той, которая приводит к заметному снижению прочности. Эти данные также свидетельствуют о возможности использования лучевой стерилизации древесины (для грибов и насекомых доза примерно 1 Mrad смертельна) без опасности снижения механических свойств древесины.