电子加速器辐照加工简介(1)

电子加速器辐照加工简介

1 辐照加工技术简介

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。

无论在国内还是全世界范围，辐照加工技术已经获得了广泛的应用，辐照加工产业已经颇具规模。目前世界辐照加工产品产值每年正以20%的速度递增，如美国九十年代中期辐照加工产品产值就已超过2000亿美元，占到了美国GDP的3.9%。辐照加工产业在提高世界科技水平，促进经济发展，推动高新技术产业化进程中发挥了突出作用。

辐照加工技术涉及高新技术、民用非动力核技术、环境保护、新材料、农林业新技术、新能源等六个国家重点发展的技术领域，一直是国家重点扶持与鼓励发展的行业。2006年4月，该技术列入国家《产业结构调整指导目录(2005年本)》中的重点鼓励项目；2007年1月，列入国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》中优先发展的高技术产业化重点项目。根据国家发改委的计划，我国以辐照加工作为关键技术的产业规模将保持年均15%以上的增长速度、到2015年预计达到3000亿元，并将有力带动相关领域产业的发展。

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得出如下结论：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。这份报告的结论具有很高的权威性，充分表明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。

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，加工收益已超出钴-60辐照，电子加速器辐照加工将是一个具有相当规模和无限发展前景的朝阳产业。

2 电子加速器辐照加工的原理Array电子加速器辐照加工的原理为：电子枪发

射低能电子束（keV），经加速器将能量提高到

10MeV后输出，直接照射在加速器下端通过的

被照物，实现辐照加工的目的，如图1.1所示。

各种不同的辐照加工需要不同的辐照剂量，可

以通过调整加速器输出能量和货物传输系统速

度等参数实现，辐照的质量控制可由实时剂量

监测和抽样实测确定。

电子加速器提供的辐照加工服务，主要应

用于农业、环境保护、医学和各类工业领域。

图1.1 电子加速器辐照加工示意图其中农业领域中的应用包括：农副产品及食品

的杀虫、

灭菌、防霉、保鲜及延长货架期，农药残留降解，饲料的灭菌消毒，诱变育种

等；环境保护领域中的应用包括：“三废”治理、医疗废弃物处理、水质改良等；

医学领域中的应用包括：医疗卫生用品及保健品的消毒灭菌、药品灭菌、医用

高分子材料的制备等；各类工业领域中的应用包括：电线电缆改性、热缩材料

改性、半导体改性、纳米材料制备、橡胶硫化、宝石水晶的品性改良等。

山东蓝孚电子加速器技术有限公司所采用的10MeV/15KW电子直线加速器，主体技术来源于中国科学院高能物理研究所，由山东蓝孚电子加速器技术有限公司实施产业化技术完善和规范生产，整机系统性能稳定、可靠，是目前国内10MeV加速器中，功率最大、技术水平最为先进的产业化工业电子直线加速器。

3 电子加速器辐照加工的优势

目前，辐照加工使用的装置主要有两种：产生γ射线的钴-60装置和释放高能电子束的电子加速器。两者相比，电子加速器具有发射功率大、射线利用率高、辐照加工时间短、能量可调节、吸收剂量均匀、安全防护要求简单、不需定期补充辐照源、无残留核废料污染、适用范围广、投资少、运行成本低等优点，但是与钴源相比，设备操作和维修相对复杂，最为重要的是电子束的穿透深度较小，对辐照产品的包装有一定的要求。