电子加速器辐照加工简介(1)
电子加速器辐射加工原理、应用及检测研究
电子加速器辐射加工原理、应用及检测研究电子束辐射技术作为一种高新技术，现已被广泛应用于固体物理、材料科学、工农业生产、医疗卫生等领域。
文章对电子束辐射技术的原理及应用进行了简要的概述，并对辐射检测研究现状进行探讨。
标签：电子束；辐射；电子加速器电子束辐射加工技术，是利用电子加速器（0.2MeV～10MeV）产生的高能电子束，对被辐射物质进行加工处理。
这种技术自从被应用于农业领域以后发展迅速，创造了巨大的经济效益[1]。
它有别于传统的机械加工和热加工技术，因而被誉为人类加工技术的第三次革命[2]，其特点是电子加速器发生的电子束有很强的穿透能力，可深入到物质分子内进行“加工”，这种“加工”在常温下进行，对被辐射物质的作用在于抑制发芽、延缓呼吸、杀虫灭菌、检疫处理等。
由于加工者是高能射线以及由它引发的高度活性中间物，而不是分子热运动，能耗低、无残留物、无环保问题。
因此电子束辐射技术是清洁的加工技术，而且其反应易于控制，加工流程简单，适合产业化、规模化生产。
例如，使高分子材料分别实现接枝、聚合、裂变或交联，抑制或刺激生物生长，有效地杀灭害虫、虫卵、病菌等。
1 高能电子束产生及辐射加工原理高能电子束的电子由电子枪产生，电子枪的阴极发射出电子，不断产生的电子汇聚在一起在高压电场的作用下速度被提高至0.3～0.7倍的光速。
通常电子束的直径为1～1.5cm，根据需要的不同，或利用电磁透镜汇聚成更细的束流，或利用扫描装置扩展成扇面束流。
高能电子束与物质的相互作用，被处理的材料产生电离或者激发，形成自由基，自由基或者其他激活态基团能构成新的分子形式。
电子束辐射加工原理在于破坏化学键的同时伴随生成新的化学反应，有机物分解或者原子错位等。
作为一种加工过程，电子束处理的基本效应是引起物理效应，以及化学结构的变化。
2 电子束辐射加工技术的应用2.1 工业中的应用2.1.1 辐射加工辐射加工包括辐射交联、辐射固化、辐射硫化、辐射降解及辐射接枝改性。
电子加速器辐照加工技术及应用
电子加速器辐照加工技术及应用世界各国普遍重视将核科学技术的应用重点从军用扩展到民用，已逐渐渗透到国民经济和社会生活的各个领域。
原子能和平利用，即核能和射线技术的应用，是二十世纪核科学技术对人类的重大贡献之一，并将在二十一世纪开放出更加灿烂的光彩。
非动力核技术，特别是辐射加工技术，它的发展在发达国家已发展成为高技术产业，并成为其经济发展新的增长点。
辐照加工技术是利用核辐射或射线辐射与物质相互作用所产生的物理效应、化学效应和生物效应，对被加工物品进行处理，以达到预期的目标。
如材料改性、食品保鲜、农作物杀虫、消毒灭菌、生物变异等。
由于此项技术应用广、能耗低、无污染、技术附加值高等优点，深受众多行业的青睐，被人们誉为“绿色加工产业”。
辐照加工技术，是现代高科技成果之一。
经电子加速器辐照加工的产品，具有的多项优异性能使其独领风骚，用这种技术手段生产的高性能产品倍受用户青睐。
电子加速器辐照生产加工技术应用于电线电缆，设备设计参数应适合于电线电缆的生产加工，目前辐照加工不仅向纵深发展，而且已初步形成产品的多元化格局。
辐照加工产业已是世界各国工业广泛重视的重要产业之一。
㈠电线电缆辐照交联的机理㈡辐照交联电线电缆的优点㈢辐照交联电线电缆的市场㈣电子辐照加工工程㈤安全保护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，14KW的加速器，相当于100万居里的钴－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14KW的电子加速器相当于460-470万居里的放射源。
加速器可以发射两种不同的粒子：电子束和X射线；其对被辐照物质的辐照效应来讲是一样的。
我们也可以采用移动靶技术，按照我们的需要来及时选取不同的射线粒子进行辐照－但一般情况下不这么做，因为由电子转化成X射线的转化过程中有大量的功率被损耗。
工业电子辐照加速器
工业电子辐照加速器首先，让我们了解一下电子辐照的基本原理。
在辐照过程中，电子被高能量的电场加速，形成高速的电子束，这些电子束打在物质表面，能量转化为热能或其他形式的能量，导致物质中的分子结构发生改变。
这种改变可以通过选择合适的辐照条件进行控制，以实现对物质性能的提高或降低。
例如，可以通过辐照使塑料或橡胶材料的机械性能、耐热性、耐化学品性能得到提高；或通过辐照使一些有害物质的活性降低，达到去除有害物质的目的。
1.辐照源：工业电子辐照加速器的辐照源主要是高能电子束。
电子束是由高能加速器加速电子形成的高速射流。
2.被辐照物：被辐照物可以是固态、液态或气态。
辐照后，物质的原子构造会发生改变，导致独特的化学和物理反应。
3.脱附：高能电子束撞击被辐照物后，会产生脱附反应，使被辐照物的底物原子或分子脱离原有位置。
4.极化：高能电子束撞击被辐照物后，还会产生极化反应，使被辐照物的电荷重分布，进而改变被辐照物的化学性质或物理性质。
5.重新结合：被辐照物的原子或分子在电子束的作用下脱离原有位置后，可能会以新的方式重新结合，形成新的物质。
工业电子辐照加速器的主要特点包括处理效率高、品质优良、操作安全等。
并且，由于工业电子辐照加速器可以对大批量的产品进行连续、均匀的处理，因此广泛应用于许多领域，例如，塑料、橡胶等材料的改性，食品包装的辐照消毒，医疗器械的无菌处理，农业的辐照育种等。
此外，它还被应用于半导体、触摸屏等微电子产业，提高产品性能、提升产品品质。
工业电子辐照加速器的优化设计和射线防护是其重要的应用领域。
优化设计是为了使辐照设备更加高效和稳定；射线防护则是为了保护操作人员和周围环境的安全。
因此，在工业电子辐照加速器的设计和使用过程中，需要严格遵循相关法律法规和技术标准，确保设备的安全运行和人身健康的保障。
总的来说，工业电子辐照加速器是一种高效、安全、可控的物质处理设备，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，工业电子辐照加速器的性能将得到进一步提升，其应用领域也将进一步拓宽。
辐照加工简介
接受度有限
由于消费者对辐照加工的认知不足，以及 对食品和医疗用品安全的担忧，导致辐照 加工的应用受到一定限制。
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辐照加工的未来发展
技术创新与改进
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高效能辐射源
研发更强大、更稳定的辐 射源，提高辐照加工的效 率和均匀性。
智能化控制
利用物联网、大数据和人 工智能技术，实现辐照加 工过程的智能监控和自动 控制。
需要专业的设备和操作人员，且γ射线的稳定性有待提高。
X射线辐照技术
定义
X射线辐照技术是一种利 用高能X射线对物质进行 照射，引发物质分子或原 子激发或电离，从而实现 对物质加工处理的技术。
应用领域
广泛应用于医疗、工业检 测等领域，如医学影像、 无损检测等。
优点
具有高穿透力、高分辨率 和高加工效率等优点，且 加工过程中不会产生有害 物质。
辐照加工的原理
辐射与物质的相互作用
辐射与物质相互作用时，会产生各种物理、化学效应，如电离、激发、化学键 断裂等，这些效应会对材料产生影响。
辐射剂量与效应的关系
辐射剂量是影响辐照加工效果的关键因素，不同剂量下，材料会表现出不同的 性质变化。
辐照加工的应用领域
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食品工业
辐照加工可用于延长食品保质 期、杀菌消毒等，如脱水蔬菜
详细描述
通过辐照技术对医疗用品进行消毒，可以杀死各种微生物，包括细菌、病毒、真 菌和寄生虫等，且处理时间短，无化学残留，对医疗用品无损伤。
食品的辐照保鲜与杀菌
总结词
延长保质期，减少防腐剂使用。
详细描述
通过辐照技术对食品进行保鲜与杀菌，可以有效延长食品的保质期，并减少防腐剂的使用量。处理后的食品在贮 存期间品质稳定，营养成分损失少。
电子加速器的辐照加工工艺
电子加速器的辐照加工工艺
一、辐照加工
1.1辐照加工定义
1.2辐照原理
1.3聚合物辐照加工的改性
二、辐照工艺
2.1剂量的确定
2.2剂量、剂量率、单位及换算
2.3加速器剂量的设定及意义
2.4样品剂量的确定及检验
2.5工艺表格
2.6剂量公式及各参数的意义
三、能量的确定
3.1电子的射程与穿透及各参数的意思
3.2线缆绝缘层厚度的计算
3.3能量与扫描宽度的关系
扫描宽度与扫描电流的关系
3.4工艺表格
3.5绝缘材料对剂量的要求
比重对剂量的要求
四、剂量的换算
4.1改变剂量时剂量的换算
4.2改变绕线圈数时剂量的换算
4.3一进一出改进二进二出时剂量的换算
4.4其他不变仅能量改变时剂量的换算
五、影响辐照品质的几个原因
5.1辐照不均匀原因及改正
5.2起泡、破裂原因及改正
5.3扭曲、缩头原因及改正
5.4静电、击穿原因及改正
5.5表面不良原因及改变
5.6氧化、变色原因及改变
5.7接头、断线、绞合原因及改变
5.8牵引的方式
六、辐照品质的检测
6.1热延伸及其与剂量的关系
6.2抗张、伸长及其与剂量的关系6.3电烙铁、酒精灯
6.4凝胶及凝胶含量
6.5不同材料的测量要求
七、热缩材料及发泡材料。
10MeV系列电子直线辐照加速器
10MeV系列电子直线辐照加速器一、项目介绍用电子加速器产生的高能电子束照射可使一些物质产生物理、化学和生物学效应，并能有效地杀灭病菌、病毒和害虫。
这一技术已被广泛应用于工业生产中的材料改性、新材料制作、环境保护、加工生产、医疗卫生用品灭菌消毒和食品灭菌保鲜等。
它同钴源辐照一样，具有常温、无损伤、无残毒、环保、低能耗、运行操作简便、自动化程度高、适宜于大规模工业化生产等特点。
与钴源相比，其最大优点是辐照束流集中定向，能源利用充分，辐照效率高，不产生放射性废物。
随着钴源售价的飞涨、废源处理费用的上升，电子加速器辐照装置具有明显的价格和经济优势。
用能量为l0MeV的高功率电子加速器建设高能电子辐照中心，在发展辐照加工产业的同时，开展辐照工艺和辐照新领域的研究，在国内外都是一项极具挑战和开拓性的工作，具有明显的社会经济效益和不可估量的潜在价值，是目前国际上倍受关注的高科技领域之一。
主要涉及领域有：1）医疗卫生用品的辐射灭菌适用的医疗卫生用品灭菌消毒的种类很多，包括金属制品、塑料制品、棉织品、一次性使用的高分子材料医疗用品等上千种，中西药和化妆品也都可以采用辐射消毒灭菌。
辐射消毒灭菌要比常规的ETO等化学消毒法具有更多优点：辐射消毒灭菌的处理是在常温下进行的，适用于对热敏感的塑料制品、生物制品和药物。
辐射穿透能力强，杀菌均匀彻底，能够辐照密封包装物，杀死内部的微生物，延长货架寿命和储存期。
能耗低、无残留、无污染；辐射灭菌速度快，可连续作业，适合于大规模加工。
加工易于控制，一旦加工参数（剂量）确定，时间便是唯一可调因素，不像其他方法需同时控制很多因素。
2）食品辐照加工------保鲜和储存食品辐照的保藏方法与其他方法相比有许多优点：可以杀菌消毒，降低食品病原菌的污染；食品辐照的处理是在常温下进行的，特别适用于要保持原有风味的食品和含芳香性成份的食品的杀菌和消毒；能耗低，无毒物残留，无污染；辐照新鲜果蔬食品可以抑制生长发芽、杀虫灭菌、延长保鲜期，防止腐烂、减少损失。
电子辐照加速器装置简介
电子辐照加速器装置简介电子辐照加速器是一种新颖的加速器，它以高能电子束作为主要辐射源，这些电子束能够以光速运行，将高能量传递给物质。
这种装置已广泛用于各种科学研究和实践应用，在医疗、工业和军事等多个领域都取得了显著的成就。
电子辐照加速器是一种粒子加速器，其基本工作原理是利用电场将带负电的电子加速到接近光速。
加速器内装有一种或多种电子源，这些电子源可以连续或间歇地发射电子。
电子经过一系列精密调节的磁场，最终产生高能的电子束。
这种高能电子束可以用来辐照各种物质，包括金属、塑料、橡胶、陶瓷、纸张、电子元器件等。
在辐照过程中，电子束中的电子与物质原子核中的电子发生碰撞，使其脱离原子核，产生离子。
这些离子会对物质的化学性质和物理性质产生显著影响。
例如，它可以改变材料的导电性、光学性、磁性、强度、耐热性等。
在工业生产中，电子辐照加速器也起着重要的作用。
许多现代制造业，如汽车、航空、电子产品等，都需要用到这种装置。
它可以快速、有效地改善材料性能，提高产品质量和稳定性，降低生产成本。
此外，电子辐照也是一种高效、环保的杀菌消毒技术，广泛应用于医疗器械、食品和饮料等行业。
军事方面，电子辐照加速器也有其独特的应用。
例如，它可以用于检测和鉴别核材料，对确保国家核安全起到关键作用。
此外，电子加速器还可以用于制造众多军事设备和武器，如射线武器、激光武器等。
总的来说，电子辐照加速器装置是一种具有广泛应用前景的装置。
随着科技的进步，电子辐照加速器的性能和功能将不断提高，其应用领域也将更加广泛。
无论是在医疗、工业生产、科学研究或是军事领域，电子辐照加速器都将继续发挥其独特的优势，为人类社会带来更多的福祉。
电子加速器辐照的工作原理
电子加速器辐照的工作原理
电子加速器辐照的工作原理：
1. 加速器产生电子束：电子加速器通常由一个高电压发生器和一系列电子光学元件组成。
高电压发生器提供高电压以加速电子。
电子光学元件包括焦点磁铁和电场感应器等，用于调节和聚焦电子束。
2. 确定辐照区域：通过调节电子束的轨道、速度和聚焦等参数，确定电子束照射的区域。
这个区域通常是一个辐射室，放置待辐照的样品。
3. 辐照样品：电子束进入辐照室后，通过光学设备将电子束聚焦到所需的辐照位置，然后照射到待辐照样品上。
辐照时，电子将与样品中的原子和分子相互作用。
4. 辐射效应：辐照时，电子束与样品中的原子和分子发生电离、能量耗散、化学链反应等相互作用，引起辐射效应。
例如，可以使样品中的分子断裂、交联、聚合等化学反应发生，或者用于无损检测、辐射治疗等领域。
5. 控制辐照剂量和时间：电子束的能量、流强、照射时间等参数可以调节，以控制辐照剂量（吸收的辐射量）和时间。
这可以根据实际需求来选择，以确保样品得到所需的辐射效应。
6. 监测和控制系统：电子加速器辐照过程中通常配备有监测和控制系统，用于监测电子束的能量、剂量和时间，以及调节和保证辐射过程的稳定性和准确性。
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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。