1.國外電子輻照加速器發(fā)展新進(jìn)展
1.1 國外電子輻照加速器發(fā)展主要特點(diǎn)
電子輻照加速器裝置是輻射加工產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備之一。全世界輻射加工產(chǎn)業(yè)每年以10%左右的速度增長，必然會(huì)推動(dòng)電子輻照加速器裝置不斷創(chuàng)新和發(fā)展。在市場驅(qū)動(dòng)下，近些年電子輻照加速器裝置的成果顯著：一批適應(yīng)市場需求的加速器新產(chǎn)品投入運(yùn)行；一批研發(fā)中的項(xiàng)目取得重大成果。國外加速器發(fā)展呈現(xiàn)如下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）加速器裝置在量上大幅度增加的同時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量在不斷提高，結(jié)構(gòu)緊湊，易操作，維修方便，長期運(yùn)行穩(wěn)定和可靠性；智能化水平等有明顯提高。
（2）產(chǎn)品在專門化、系列化、規(guī)模化水平上了一個(gè)新臺階。地那米型加速器從低能到高能的完整系列，電子簾加速器從80—300kV完整系列，以及手電筒式50kV加速器和專門用于油墨、涂料、層壓粘合劑輻射固化的小型Light BeamTM和EzcureTM電子簾加速器，就是例證。
(3) 加速器的控制系統(tǒng)已發(fā)展到計(jì)算機(jī)智能控制、遠(yuǎn)程診斷、電器插件更換自動(dòng)調(diào)整、信息采集和儲存等，自動(dòng)化水平很高。
1.2 向低能段和高能段延伸，一批新產(chǎn)品已進(jìn)入市場
（1）變壓器型電子輻照加速器的低能段300kV以下至100kV、60—100mA的屏蔽和自屏蔽式電子輻照加速器研制成功，并已進(jìn)入市場。
（2）地那米電子輻照加速器系列產(chǎn)品的低能段500kV以下至300kV、60-100mA的屏蔽和自屏蔽電子輻照加速器研制成功，并已進(jìn)入市場。
（3）10MeV、500-700kW 梅花瓣型電子輻照加速器基本研發(fā)成功。
1.3 一批新型電子輻照加速器研發(fā)成功
（1）日本Shiga光子生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室研制成功MIRRORCLE-6X加速器。它的儲存環(huán)直徑僅60cm，使用新型電子注入技術(shù)，獲得的X射線能量達(dá)幾MeV，價(jià)格250萬美元。
（2）法國帕萊索技術(shù)研究所研發(fā)成功桌面型電子加速器。通常這種加速器有幾個(gè)房間那么大，該所研發(fā)成功的加速器如同一張餐桌大小。它除了體積小之外，另一個(gè)特點(diǎn)是電子束流能量比較容易控制。研發(fā)桌面型電子加速器有很大難度，盡管向等離子注入激光束可以制造強(qiáng)大的電場，使電子束流在相對短的長度內(nèi)加速到高能，但要控制電子束流能量卻很難。維克多.馬爾卡領(lǐng)導(dǎo)的小組通過注入第二束激光解決了這個(gè)難題。兩束激光在相交點(diǎn)，產(chǎn)生一種穩(wěn)定的波，進(jìn)而使電子加速到所需要的能量。關(guān)于控制電子束流能量，用微調(diào)激光來實(shí)現(xiàn)。有了兩束激光就可以調(diào)整參數(shù)。比如，要獲得高達(dá)300MeV的電子束流能量，只要按按鈕就行。馬爾卡說，有了這種加速器，“對加速器物理學(xué)來說，美夢成真啦”。
（3）美國RPC公司研制成功的“寬束機(jī)”全新型多燈絲電子簾加速器已形成系列產(chǎn)品。寬束機(jī)使用鎢絲和柵格模塊，克服了長燈絲產(chǎn)生的電子束流較窄的缺點(diǎn)，把束流加長到200mm，最大窗寬3200mm。這種寬網(wǎng)狀和高劑量的電子束流使生產(chǎn)效率提高很多，應(yīng)用范圍更廣。寬束機(jī)可以在水平方向和垂直方向任意調(diào)節(jié)，以適應(yīng)生產(chǎn)線布局的需要。這種獨(dú)特的性能優(yōu)化了使用空間，降低了成本，并且燈絲壽命保證10000小時(shí)。
（4）俄羅斯成功地研發(fā)出EA10/10型環(huán)形電子加速器。其能量5-10MeV，電子束流5-10mA,束功率25-100kW, 可調(diào)。它由加速系統(tǒng)、磁場系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)、電子槍、高頻發(fā)生器、控制系統(tǒng)等10個(gè)子系統(tǒng)組成，直徑3000mm，高3500mm，重9000kg，整機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如表1：
表1 EA10/10型環(huán)形電子加速器運(yùn)行參數(shù)
指標(biāo) 參數(shù)值
電子束流能量 5-10MeV
電子束流 5-10mA
束流功率 25-100kW
加速器消耗功率 301.2kW
轉(zhuǎn)換效率（100kW時(shí)） 約33%
諧振器工作頻率 100MHz
系統(tǒng)運(yùn)行真空度 10-4Pa
EA10/10型環(huán)形電子加速器有不少優(yōu)點(diǎn)，如機(jī)器易安裝、易操作、能耗低、成本低、轉(zhuǎn)換效率高、能量和束功率調(diào)節(jié)范圍大、自動(dòng)化控制等。該加速器是提供工業(yè)用電子束流，主要用于醫(yī)療用品消毒滅菌、谷物輻照、聚合物交聯(lián)等領(lǐng)域。例如用它輻照谷物，使谷物中的象鼻蟲失去活性，規(guī)定輻照劑量800Gy，每小時(shí)能輻照40-60噸谷物。
1.4 正在研發(fā)一批新項(xiàng)目
（1）美國輻射動(dòng)力公司（RDI）在5MeV、30mA、150kW地那米電子輻照加速器研制成功后，宣布開始研發(fā)6MeV、50mA、300kW地那米電子輻照加速器，準(zhǔn)備用來產(chǎn)生X射線，輻照大型物體。
（2）多年前日本尼辛高壓工程公司和其它單位一起，著手研發(fā)5MeV、60mA、300kW考克饒夫—瓦爾頓電子輻照加速器，進(jìn)展情況沒有公布。
（3）20MeV、30mA、500kW電子直線感應(yīng)加速器在研發(fā)中。5MeV、500kW時(shí)得到的X射線等效于400萬居里的鈷源。
（4）俄羅斯在研發(fā)10MeV、20-25 mA 、200-250kW輻射加工用雙束流電子直線加速器。
目前實(shí)驗(yàn)工作已經(jīng)完成，主要技術(shù)難題已經(jīng)解決，建造10MeV、25mA、250kW電子直線加速器已無原則性障礙。實(shí)驗(yàn)表明，該加速器可以工作在連續(xù)工作狀態(tài)，也可以工作在脈沖工作狀態(tài)。連續(xù)工作狀態(tài)的長處是它的高壓供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但工業(yè)有效作用系數(shù)僅5%左右。脈沖工作狀態(tài)，脈沖供電系統(tǒng)的功率很大，但能夠?qū)⒓铀倨鞯墓I(yè)有效作用系數(shù)提高到25%左右，顯然，在束流參數(shù)一定的情況下，選用脈沖工作狀態(tài)是合理的。
整個(gè)研發(fā)工作計(jì)劃分三段進(jìn)行。第一階段進(jìn)行計(jì)算、實(shí)驗(yàn)、模擬主要部件，現(xiàn)已完成；第二階段制造實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，計(jì)劃2008年底完成，進(jìn)而制造加速器產(chǎn)品，進(jìn)入市場；第三階段將開展束流功率增大到500-1000kW的研發(fā)工作。
初步計(jì)算，它的售價(jià)要比Rhodotron便宜很多，并有更簡單的制造工藝和更高的有效作用系數(shù)，因而預(yù)計(jì)在市場上它能夠占有一定的地位。
2 .我國電子輻照加速器應(yīng)用情況
在輻射加工產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，作為重要生產(chǎn)裝備的電子輻照加速器無論在數(shù)量、規(guī)格、質(zhì)量、配套、應(yīng)用等方面都有長足發(fā)展，特別是近兩年來業(yè)內(nèi)人士所關(guān)心的高能段（5-10MeV）和低能段（1 MeV以下）的應(yīng)用情況，已取得了突破性的進(jìn)展。
2.1 電子輻照加速器數(shù)量
● 據(jù)專委會(huì)統(tǒng)計(jì)，截止07年10月，我國已建在建電子輻照加速器共133臺（未包括部分外資企業(yè)的加速器），其中已投入運(yùn)行的加速器生產(chǎn)線100臺套，在建的加速器生產(chǎn)線33臺，已建和在建的加速器總功率8258.2kW,平均單臺功率為62.1kW。
● 已建和在建133臺套的電子輻照加速器中國產(chǎn)有85臺套，進(jìn)口48臺套，具體見表2。
表2 已在建加速器生產(chǎn)國家
國別 數(shù)量（臺） 比重（%） 功率（kW） 比重%
中國 85 63.92 4348.7 52.65
俄羅斯 34 25.56 2339.5 28.33
美國（RDI） 6 4.51 540 6.54
日本 5 3.76 690 8.36
法國（Vivirad） 2 1.50 190 2.30
比利時(shí)（IBA） 1 0.75 150 1.82
合計(jì) 133 8258.2
● 近兩年增長情況。由于國家宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響和產(chǎn)業(yè)升級需求的拉動(dòng)，近兩年（2006-2007年10月底）我國加速器生產(chǎn)線增長很快，已經(jīng)建成和在建共51臺套，占加速器總臺數(shù)的 38.35 %
2.2 電子輻照加速器的基本構(gòu)成
● 能區(qū)分布。長期以來，我國輻照加速器主要在中能區(qū)段1.5-3.0MeV，功率在20kW-90kW之間。最近幾年，由于應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，已有9臺低能區(qū)（0.3-0.9MeV）加速器投入運(yùn)行；高能區(qū)主要分布在5-10 MeV，早在15年前南京大學(xué)以賴啟基教授為首的團(tuán)隊(duì)就研發(fā)成功電子直線加速器，交用戶使用；寧波超能科技股份有限公司先后建成兩臺并投入運(yùn)行。目前有中科院高能物理所、中國科技大學(xué)、清華大學(xué)、中國原子能院、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所等單位都投入一定力量，其中有的已基本定型，產(chǎn)品提交用戶使用；有的仍在調(diào)試完善階段。目前我國加速器能量構(gòu)成如表3。
表3 我國加速器能區(qū)構(gòu)成（截止07年10月）
能區(qū)分布(MeV) 數(shù)量（臺） 比重(%)
0.2-0.8 13 9.77
1-4 102 76.70
5-10 18 13.53
合計(jì) 133
● 結(jié)構(gòu)類型。國產(chǎn)中能區(qū)加速器主流機(jī)型為高頻高壓型，它是以美國RDI地那米加速器為原形演變而來。進(jìn)口俄羅斯的加速器為單腔直線和絕緣蕊變壓器型；高能區(qū)以直線型為主；低能區(qū)為高頻高壓和高壓變壓器型。
2.3擴(kuò)展了新的應(yīng)用領(lǐng)域
在國家發(fā)改委和國防科工委等部門專項(xiàng)支持下，加速器的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)并正在進(jìn)一步擴(kuò)展。
● 輻照交聯(lián)高性能核電站電纜在溧陽等電纜廠通過鑒定；
● 河南同位素所用加速器生產(chǎn)電池隔膜生產(chǎn)線已投入試運(yùn)行；
● 在輪胎廠迫切需求的拉動(dòng)下，輻照預(yù)硫化輪胎技術(shù)已取得新進(jìn)展；
● EB表面固化在工業(yè)產(chǎn)品和城市建設(shè)中的應(yīng)用；
● EB在環(huán)境治理方面，如水、特殊垃圾處理上發(fā)揮作用。
2.4 生產(chǎn)能力估計(jì)
● 按國內(nèi)市場價(jià)位和主產(chǎn)品結(jié)構(gòu)測算，在加速器運(yùn)行效率處于80%水平上，每1kW年創(chuàng)造產(chǎn)值為100萬元計(jì)，國內(nèi)已建成的100臺加速器總功率為5300 kW，即年生產(chǎn)能力達(dá)到53億元。
● 生產(chǎn)能力另一個(gè)估算方法是：以每臺加速器平均每小時(shí)所創(chuàng)造的產(chǎn)值年有效運(yùn)行時(shí)間之積，全行業(yè)生產(chǎn)能力L為：
其中k系數(shù)為單位時(shí)間產(chǎn)值，T為年有效運(yùn)行時(shí)間。這一估算方法較前一方法更接近實(shí)際，但是測算難度較大。
3 我國市場需求與生產(chǎn)能力評估
3.1 市場需求分析
中國是13億人口的大國，從近中期考察分析，中國將成為世界輻射加工產(chǎn)業(yè)的第一大市場。如果算上印度及亞洲地區(qū)潛在需求，可以肯定的是以中國為首的亞洲區(qū)必定成為世界市場的“增長極”。本報(bào)告重點(diǎn)分析國內(nèi)市場，有兩種估計(jì)。
第一，保守估計(jì)。國家宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境穩(wěn)步發(fā)展，平均GDP為8%左右，加速器能夠在1-2個(gè)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域有所突破，如子午線輪胎預(yù)硫化、橡膠乳液硫化，或者工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境治理方面高性能輻照材料問世，或者高能電子加速器用于消毒、滅菌技術(shù)推廣等，其結(jié)果都將會(huì)有上百億規(guī)模產(chǎn)值。如果這一估計(jì)成立，今后5年，即2008-2012年我國電子輻照加速器平均按15%增長，即在現(xiàn)有100臺套（已建成）基礎(chǔ)上翻一番，達(dá)到200臺左右，一次性產(chǎn)業(yè)規(guī)模15-20億元，二次產(chǎn)業(yè)規(guī)模150億-200億左右*。今后五年加速器能區(qū)主要構(gòu)成如表4
表4保守估計(jì)今后五年新增加速器構(gòu)成
能量范圍（MeV） 2008-2012年 份額
5-10 30臺 30%
1-4 30臺 30%
0.2-0.9 40臺 40%
合計(jì) 100臺
* 新增的100臺加速器二次產(chǎn)業(yè)規(guī)模較前100臺大的多，其主要原因是：（1）10MeV高能區(qū)的電子加速器用于消毒滅菌、食品保鮮的產(chǎn)值是按被加工產(chǎn)品原值計(jì)算的;（2）低能區(qū)橡膠預(yù)硫化是以成品產(chǎn)值估算的。
第二，較樂觀估計(jì)�？茖W(xué)發(fā)展觀得到較全面落實(shí)，國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有較大進(jìn)步，市場對輻照技術(shù)和產(chǎn)品需求旺盛，有3-5個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。今后5年加速器將會(huì)以年均18%左右速度增長，到2012年總量達(dá)到230臺左右，凈增130臺左右（表5），累計(jì)創(chuàng)造一次性產(chǎn)業(yè)規(guī)模25億元，二次性產(chǎn)業(yè)規(guī)模200億元。主要構(gòu)成是：
表5 樂觀估計(jì)今后五年新增加速器構(gòu)成
能量范圍（MeV） 2008-2012年 份額
5-10 45臺 34.6%
1-4 35臺 26.9%
0.2-0.9 50臺 38.5%
合計(jì) 130臺
3.2 我國加速器裝備生產(chǎn)能力有較快增長
主要表現(xiàn)為：其一，專業(yè)化、規(guī)�；纳a(chǎn)基地初具規(guī)模。專委會(huì)于2005年在昆明會(huì)議上曾提出基地的概念。所謂基地化，就是在一個(gè)特定的空間范圍內(nèi)，通過現(xiàn)代企業(yè)制度，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、人才、資金、生產(chǎn)手段及信息的優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力最大化。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，其中以加速器為主，裝備一體化的生產(chǎn)基地?zé)o錫愛邦公司已初具規(guī)模。江蘇達(dá)勝緊隨其后，寧波超能科技股份有限公司的電子直線加速器已穩(wěn)定運(yùn)行，正在研發(fā)新型的加速器。上海應(yīng)用物理所和北京原子能研究院都是國家重點(diǎn)支持的綜合產(chǎn)業(yè)基地，這些單位雖然承擔(dān)國家重點(diǎn)任務(wù)，但基地建設(shè)仍在抓緊進(jìn)行中。保守估計(jì)，我國目前加速器生產(chǎn)能力約30臺套/年（以中能區(qū)為主，不包括外國企業(yè)的生產(chǎn)能力）。
其二、技術(shù)創(chuàng)新水平有較大提高。據(jù)對5家加速器生產(chǎn)廠家的統(tǒng)計(jì)，這5家單位申請加速器技術(shù)專利16件，其中已授權(quán)7件。企業(yè)在申請這些專利的同時(shí)，大部分已在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)產(chǎn)品升級發(fā)揮了重要作用。
其三、外國企業(yè)的進(jìn)入加速了我國加速器裝備生產(chǎn)能力增長。近幾年，國外同行，紛紛看好中國市場前景，先后在上海、北京等中心城市設(shè)廠或建立辦事機(jī)構(gòu)。他們主動(dòng)要求加入?yún)f(xié)會(huì)，如日新、IBA等。這些公司進(jìn)駐中國，反映了國內(nèi)市場國際化趨勢日益明顯；實(shí)際上我國的一些企業(yè)也開始向國外銷售產(chǎn)品。通過比較和競爭，將會(huì)成為我國加速器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。
3.3 加速器裝備產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)急待優(yōu)化
整體上講，目前我國加速器產(chǎn)業(yè)市場需求和產(chǎn)能比較，是供大于求的局面。即包括外國企業(yè)在內(nèi)國內(nèi)加速器生產(chǎn)能力達(dá)到約40臺/年或更多。然而在今后一段時(shí)間內(nèi)在低能區(qū)和高能區(qū)的產(chǎn)品是短缺的。隨著低能加速器應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，10MeV加速器應(yīng)用技術(shù)的推廣，這一結(jié)構(gòu)性矛盾日益突出。實(shí)際上外國企業(yè)進(jìn)入中國主要也是瞄準(zhǔn)這兩端的市場。一方面產(chǎn)能過剩，另一方面是產(chǎn)品短缺，這就是現(xiàn)實(shí)。國內(nèi)企業(yè)必須認(rèn)清這一形勢，采取對策，盡快拿出有競爭力的產(chǎn)品。
4 組織重大共性技術(shù)攻關(guān)
我國輻射加工產(chǎn)業(yè)市場廣闊，在國內(nèi)外市場趨于一體化的背景下，用戶對國產(chǎn)加速器無論在型號、性價(jià)比、配套性、技術(shù)服務(wù)等提出更高要求，而國內(nèi)加速器研發(fā)和生產(chǎn)單位都面臨共同技術(shù)門檻，難以跨越。我們將共同的技術(shù)門檻定義為重大共性技術(shù)。為便于大家討論，我們初步提出以下重大共性技術(shù)，供大家研討。
第一，完善電子束流聚焦系統(tǒng)，提高束流品質(zhì)。從理論與設(shè)計(jì)兩個(gè)方面優(yōu)化束流光學(xué)系統(tǒng)，改善束流品質(zhì)，提高束流利用率，減少射線污染。
第二，提高國產(chǎn)電子槍束流產(chǎn)出水平和使用壽命，這是高能區(qū)加速器關(guān)鍵部件，希望與有關(guān)廠家合作有所突破。
第三，與有關(guān)方面合作，研發(fā)生產(chǎn)大功率速調(diào)管，提高電子直線加速器關(guān)鍵部件國產(chǎn)化水平，降低生產(chǎn)成本，保證設(shè)備安全運(yùn)行。
第四，電子束轉(zhuǎn)換X射線，第一步力求在轉(zhuǎn)換效率上有所提高，達(dá)到經(jīng)濟(jì)可行。
第五，加速器用材料或部件，如絕緣材料、電子器件具有抗輻照高性能化。
第六，采用最新技術(shù)產(chǎn)品和成果用于提高加速器系統(tǒng)控制水平，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化，提高運(yùn)行安全和質(zhì)量控制水平。
第七，優(yōu)化電子束與工藝傳輸系統(tǒng)配置，提高傳輸工藝可調(diào)性和系統(tǒng)性，保證輻照產(chǎn)品質(zhì)量水平。
第八，改善加速器屏蔽系統(tǒng)，使有害氣體排放降至最低水平。
第九，新型加速器原理研究和技術(shù)探索，爭取將大科學(xué)工程的最新成果轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)。
我們希望通過研討，取得某些共識，在自愿互利的基礎(chǔ)上，建立合作機(jī)制，組織聯(lián)合攻關(guān)或者爭取國家支持項(xiàng)目。國家發(fā)改委專項(xiàng)還希望繼續(xù)下去，但關(guān)鍵是要有好的項(xiàng)目和機(jī)制。
5 關(guān)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展中幾個(gè)值得關(guān)注的問題
5.1 加速器標(biāo)準(zhǔn)問題，盡快修訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，爭取升級為國家標(biāo)準(zhǔn)
（1）該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是1995年頒布實(shí)施的，時(shí)間已過去10多年，在這10多年中，我國的電子輻照加速器數(shù)量大大增加，產(chǎn)品質(zhì)量水平發(fā)生了質(zhì)的變化。該標(biāo)準(zhǔn)已不適應(yīng)當(dāng)前電子輻照加速器的技術(shù)水平，積極作用已變得淡薄。
（2）標(biāo)準(zhǔn)化的許多參量，如電子束流能量、束流強(qiáng)度、能量不穩(wěn)定度、束流不穩(wěn)定度、環(huán)境條件、掃描不均度、重新開機(jī)時(shí)間、可靠性檢驗(yàn)、計(jì)算能量的公式等，需要根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)水平，進(jìn)行修訂。
（3）目前已頒布實(shí)施的其它有關(guān)工業(yè)加速器的標(biāo)準(zhǔn)均屬國家標(biāo)準(zhǔn)，唯獨(dú)“輻射加工用電子加速器通用規(guī)范”為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此理應(yīng)提升為國家標(biāo)準(zhǔn)。
5.2 關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)問題，重視知識產(chǎn)權(quán)價(jià)值，要依法保護(hù)，有償使用；
5.3 關(guān)于加速器市場價(jià)格問題；
5.4 人才培養(yǎng)。
專委會(huì)組織的第一期輻射加工行業(yè)從業(yè)人員職業(yè)培訓(xùn)班已結(jié)業(yè)，計(jì)劃在總結(jié)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開辦第二期，人才培養(yǎng)是戰(zhàn)略問題，希望引起各單位領(lǐng)導(dǎo)的重視。
