輻照加工是一項(xiàng)通過高能射線對物質(zhì)作用所產(chǎn)生的生物效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)及物理效應(yīng),對物品進(jìn)行殺毒、滅菌、降解有毒有害物質(zhì)、改善材料性能等的高科技綠色加工技術(shù),具有能耗低、無殘留、無環(huán)境污染、加工流程簡單、易于控制以及加工處理后的產(chǎn)品附加值高等優(yōu)勢,被稱為人類加工技術(shù)的第三次革命,已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、化工、環(huán)保、礦產(chǎn)等諸多領(lǐng)域,且正向現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿和新領(lǐng)域滲透,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
用于輻照加工的高能射線主要有兩種:一種是放射性同位素(如鈷-60)釋放的γ射線,另一種是電子加速器產(chǎn)生的高能電子束。由于放射性同位素鈷-60存在殘留核廢料處理等諸多弊端,逐漸由電子加速器技術(shù)所替代已成為世界公認(rèn)的發(fā)展方向和主流。
目前,輻照加工主要采用鈷60作為放射源,效率低、空閑能源浪費(fèi)大,特別是放射源后續(xù)處理(即核廢料處理)更是世界性的嚴(yán)重問題。
來自國際輻照加工行業(yè)相關(guān)重要國家的一份權(quán)威報(bào)告結(jié)論顯示,采用電子加速器及其相關(guān)技術(shù)替代放射性同位素輻射源已成為世界潮流和共識,其主要結(jié)論包括:放射性同位素輻射源具有高度危險(xiǎn)性,應(yīng)盡快由無危險(xiǎn)性技術(shù)替代。對于工業(yè)輻照等領(lǐng)域,電子加速器及其相關(guān)技術(shù)無論在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上,都已經(jīng)趕上或優(yōu)于現(xiàn)有的放射性同位素輻射源裝置。報(bào)告還敦促政府盡快推動高危輻射技術(shù)的替換,并提出了一些具體措施和建議。例如,不再批準(zhǔn)新的高危輻射源項(xiàng)目,禁止高危輻射源出口到其他國家,制定政策鼓勵現(xiàn)有輻射源退出使用,資助電子加速器等替代技術(shù)的發(fā)展等。
電子加速器輻照技術(shù)以其效率高、無空閑能源浪費(fèi)、無核廢料等突出優(yōu)勢,已成為輻照加工領(lǐng)域的發(fā)展方向和主流。同時,隨著電子加速器的研究開發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高,加速器輻照投資成本和運(yùn)行成本已低于鈷-60,加工收益已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出鈷-60輻照,必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益,形成一個具有相當(dāng)規(guī)模的朝陽產(chǎn)業(yè)。
當(dāng)今從事輻照的裝置,一種是利用鈷-60伽瑪源,一種是利用加速器。他們兩者的比較,從射線的發(fā)射功率上來講,5KW的加速器,相當(dāng)于40萬居里的鈷-60放射源;但由于鈷-60源是呈球形狀發(fā)射射線,所以對射線的利用率低,大約只有20%,其它方向的射線都被浪費(fèi),而加速器的射線方向是一個方向,對射線的利用率高達(dá)93%以上。
所以如果將射線的利用率考慮在內(nèi),則5KW的電子加速器至少相當(dāng)于80萬居里以上的放射源的加工能力。而在相同加工能力下,直線加速器輻射源的建源費(fèi)用和輻照加工成本只需鈷-60源的l/2~l/3。
和伽瑪射線輻照加工對比,利用加速器進(jìn)行輻照的優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)是:
1、快速輻照。輻照加工時間短,例如對一箱產(chǎn)品殺菌,耗時僅1分鐘;而用伽瑪源輻照可能要數(shù)十分鐘。
2、吸收劑量均勻。采用動態(tài)的傳送裝置,產(chǎn)品吸收劑量的不均勻度<5%。一次性既可以大批量加工也可以小批量加工,加工方式靈活而且加工速度快。
3、無任何毒性和殘留,不添加任何化學(xué)試劑,不影響產(chǎn)品原有成分和品質(zhì)。
4、可事先對產(chǎn)品密封包裝,在輻照時不拆產(chǎn)品包裝箱。能快速、安全通過,無二次污染。
5、無環(huán)境污染。關(guān)機(jī)后無射線。安全可靠,而用伽瑪源存在源的浪費(fèi)和廢源的處理問題。
6、降解水產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品中殘留氯霉素,是目前國內(nèi)外唯一的方法。
7、只有電子加速器輻照半導(dǎo)體、電子元器件改性,不易退活,效果最佳。
應(yīng)用電子束直線加速器建立以處理食品、飲料、藥材、醫(yī)用器械等的輻照中心,對于提高食品質(zhì)量,保證食品安全,擴(kuò)大出口,具有重大意義,將會對我國特別是輻照中心周邊地區(qū)帶來良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益,電子束直線加速器將會在一定領(lǐng)域逐漸替代以鈷源為放射源的輻照裝置。