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有别于钴源的电子加速器辐照加工的应用前景

  辐照加工是一项通过高能射线对物质作用所产生的生物效应、化学效应及物理效应,对物品进行杀毒、灭菌、降解有毒有害物质、改善材料性能等的高科技绿色加工技术,具有能耗低、无残留、无环境污染、加工流程简单、易于控制以及加工处理后的产品附加值高等优势,被称为人类加工技术的第三次革命,已广泛应用于农业、医疗、化工、环保、矿产等诸多领域,且正向现代科学技术前沿和新领域渗透,产生了巨大的经济效益和社会效益。

  用于辐照加工的高能射线主要有两种:一种是放射性同位素(如钴-60)释放的γ射线,另一种是电子加速器产生的高能电子束。由于放射性同位素钴-60存在残留核废料处理等诸多弊端,逐渐由电子加速器技术所替代已成为世界公认的发展方向和主流。

    目前,辐照加工主要采用钴60作为放射源,效率低、空闲能源浪费大,特别是放射源后续处理(即核废料处理)更是世界性的严重问题。

  来自国际辐照加工行业相关重要国家的一份权威报告结论显示,采用电子加速器及其相关技术替代放射性同位素辐射源已成为世界潮流和共识,其主要结论包括:放射性同位素辐射源具有高度危险性,应尽快由无危险性技术替代。对于工业辐照等领域,电子加速器及其相关技术无论在技术上和经济上,都已经赶上或优于现有的放射性同位素辐射源装置。报告还敦促政府尽快推动高危辐射技术的替换,并提出了一些具体措施和建议。例如,不再批准新的高危辐射源项目,禁止高危辐射源出口到其他国家,制定政策鼓励现有辐射源退出使用,资助电子加速器等替代技术的发展等。

  电子加速器辐照技术以其效率高、无空闲能源浪费、无核废料等突出优势,已成为辐照加工领域的发展方向和主流。同时,随着电子加速器的研究开发和生产技术水平不断提高,加速器辐照投资成本和运行成本已低于钴-60,加工收益已远远超出钴-60辐照,必将带来巨大的经济效益,形成一个具有相当规模的朝阳产业。

    当今从事辐照的装置,一种是利用钴-60伽玛源,一种是利用加速器。他们两者的比较,从射线的发射功率上来讲,5KW的加速器,相当于40万居里的钴-60放射源;但由于钴-60源是呈球形状发射射线,所以对射线的利用率低,大约只有20%,其它方向的射线都被浪费,而加速器的射线方向是一个方向,对射线的利用率高达93%以上。

  所以如果将射线的利用率考虑在内,则5KW的电子加速器至少相当于80万居里以上的放射源的加工能力。而在相同加工能力下,直线加速器辐射源的建源费用和辐照加工成本只需钴-60源的l/2~l/3。

  和伽玛射线辐照加工对比,利用加速器进行辐照的优点与特点是:

1、快速辐照。辐照加工时间短,例如对一箱产品杀菌,耗时仅1分钟;而用伽玛源辐照可能要数十分钟。

2、吸收剂量均匀。采用动态的传送装置,产品吸收剂量的不均匀度<5%。一次性既可以大批量加工也可以小批量加工,加工方式灵活而且加工速度快。

3、无任何毒性和残留,不添加任何化学试剂,不影响产品原有成分和品质。

4、可事先对产品密封包装,在辐照时不拆产品包装箱。能快速、安全通过,无二次污染。

5、无环境污染。关机后无射线。安全可靠,而用伽玛源存在源的浪费和废源的处理问题。

6、降解水产品、农产品中残留氯霉素,是目前国内外唯一的方法。

7、只有电子加速器辐照半导体、电子元器件改性,不易退活,效果最佳。

  应用电子束直线加速器建立以处理食品、饮料、药材、医用器械等的辐照中心,对于提高食品质量,保证食品安全,扩大出口,具有重大意义,将会对我国特别是辐照中心周边地区带来良好的经济和社会效益,电子束直线加速器将会在一定领域逐渐替代以钴源为放射源的辐照装置

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