電子加速器跟鈷源的比較

1.    經(jīng)濟(jì)成本的比較

鈷-60的新源價(jià)格和廢源的處理費(fèi)用近年來(lái)大幅度上升。目前，鈷-60的新源價(jià)格約人民幣25元/居里，廢源的處理費(fèi)用約人民幣5元/居里，總價(jià)格約為人民幣30元/居里。這樣，100萬(wàn)居里輻照當(dāng)量的鈷-60源的投資為3000萬(wàn)元。加上廠房車間等基本建設(shè)和附屬設(shè)施，總投資約4000萬(wàn)元。由于鈷-60的半衰期為5.27年且具有***的輻照壽命，每年損耗約17%。因此，僅鈷-60源的消耗的運(yùn)行成本為每年約510萬(wàn)元。加上用電費(fèi)用等，年運(yùn)行費(fèi)用約700萬(wàn)元。

對(duì)于10MeV/20kW的電子加速器，設(shè)備投資僅1380萬(wàn)元，加上廠房車間等基本建設(shè)和附屬設(shè)施，總投資約2500萬(wàn)元。10MeV/20kW的電子加速器輻照當(dāng)量為135萬(wàn)居里，考慮到加工效率，加工能力相當(dāng)于200萬(wàn)居里。而且，電子加速器沒(méi)有當(dāng)量衰減問(wèn)題，其運(yùn)行成本僅僅是耗電費(fèi)用和易損部件的更換，年運(yùn)行成本只需約300萬(wàn)元左右，僅為鈷-60的43%。如果與鈷-60在相同的加工能力下計(jì)算，電子加速器的年運(yùn)行成本只有200萬(wàn)元左右，是鈷-60的29%。

2、環(huán)境保護(hù)與節(jié)能

鈷-60是一種放射性元素，不斷釋放放射性射線，其運(yùn)輸和管理要求極為嚴(yán)格。更嚴(yán)重的是，鈷-60源在失去工業(yè)輻照加工能力后，依然存在對(duì)人有足夠傷害能力的放射性核殘留，其核污染期限可達(dá)上***，因此廢源的處理非常困難。此外，鈷-60的使用和廢源處理，還存在著***性的恐怖安全問(wèn)題。而電子加速器產(chǎn)生的高能電子束，完全是由電力轉(zhuǎn)化而來(lái)，只要關(guān)斷電源，其放射性即行消失，不存在任何放射性殘留，***解決了鈷-60存在的各種核安全問(wèn)題。另外，鈷-60的半衰期為5.27年，即每5.27年鈷-60的放射強(qiáng)度就減少一半，因此需要不斷進(jìn)行源的補(bǔ)充和廢源的處理，增加了對(duì)鈷-60源的拆裝、運(yùn)輸、保管的困難。在目前環(huán)保和防恐已成為世界關(guān)注焦點(diǎn)的形勢(shì)下，采用電子加速器輻照加工比鈷-60擁有更加明顯的安全優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

鈷-60的輻射是持續(xù)的，無(wú)論是否正用于輻照加工，能源一直在損耗，不可避免地導(dǎo)致能源浪費(fèi)。另一方面，鈷-60的射線呈360°發(fā)散型，輻照射線利用率僅為20％～30％，輻照效率低，進(jìn)一步浪費(fèi)了能源。同時(shí)，由于泄漏在空氣中的射線多，防護(hù)措施要求也更為嚴(yán)格。電子加速器僅依賴電源工作，在沒(méi)有輻照加工時(shí)，可以關(guān)斷電源，沒(méi)有任何能量損耗。并且，電子加速器的射線為定向輻照，射線利用率高達(dá)60％-80％，甚至更高，節(jié)能效果非常明顯。

3、適用范圍

由于鈷-60的射線利用率和劑量率較低，因此所需要的輻照加工時(shí)間很長(zhǎng)。例如，對(duì)于通常需要5KGy左右劑量的農(nóng)副產(chǎn)品或其它領(lǐng)域的普通滅菌處理，采用100萬(wàn)居里的鈷-60輻照，每噸大約需要5個(gè)小時(shí)。這對(duì)于脫水蔬菜、調(diào)味品等的輻照還可以使用，但對(duì)于冰鮮產(chǎn)品的輻照是非常不利的。而在需要較大劑量輻照加工的情況下，輻照時(shí)間更長(zhǎng)，特別在材料改性和制備等工業(yè)領(lǐng)域，甚至可導(dǎo)致實(shí)際上的不可應(yīng)用。例如，輻照制備納米氧化鐵需要300KGy，采用100萬(wàn)居里的鈷-60輻照，每噸大約需要半個(gè)多月的時(shí)間。這樣長(zhǎng)的輻照加工時(shí)間和如此低的輻照劑量率，在許多情況下實(shí)際上已經(jīng)無(wú)法應(yīng)用。

如果采用10MeV/20kW的電子加速器輻照，同樣給與普通滅菌的農(nóng)副產(chǎn)品以5KGy左右的劑量，每噸只需要10分鐘。這不但***地提高了加工效率，而且對(duì)于諸如冰鮮產(chǎn)品的加工是非常有益的。更重要的是，對(duì)于諸如需要300KGy劑量的納米氧化鐵制備，每噸也只需要8-10小時(shí)，真正能夠達(dá)到實(shí)用程度，而且，很多材料的改性要求必須在短時(shí)間內(nèi)施加足夠大的輻照劑量才能達(dá)到改性效果，而這正是電子加速器的優(yōu)勢(shì)。因此，電子加速器輻照加工的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域比鈷-60更為廣泛，適用范圍也更大。

用射線來(lái)輻照代表著***加工業(yè)的發(fā)展方向。電子加速器技術(shù)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品或農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行輻照加工，主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：

1) 利用電子束輻照快速晶閘管、芯片，可改變優(yōu)化產(chǎn)品的性能。

2) 降解水產(chǎn)品、蜂制品中殘留***，達(dá)到出口國(guó)的農(nóng)藥殘留衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

3) 農(nóng)副產(chǎn)品、食品、海、水產(chǎn)品的保鮮，達(dá)到殺菌、殺蟲、抑制發(fā)芽、延長(zhǎng)貨架期的目的。

4) 一次性醫(yī)療衛(wèi)生用品的消毒滅菌（醫(yī)用敷料、紗布、手套、手術(shù)用醫(yī)療器械等）

5) 中成藥、保健品的殺菌。利用電子束能有效殺死中成藥、保健品中的各種有害病菌，達(dá)到實(shí)用衛(wèi)生要求。

6) 黃玉、珍珠、水晶致色，提高產(chǎn)品品質(zhì)，增加產(chǎn)品附加值。

7) 高分子材料的降解。利用電子束降解PTFE，獲取微米級(jí)和納米級(jí)超細(xì)粉。

8) 可用于酒類的輻照陳化等。

9) 寵物飼料的殺菌。利用電子束能有效殺死寵物飼料中各種細(xì)菌，特別是沙門氏菌。從而達(dá)到寵物食用的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

10) 各種玩具的殺菌。為了保證各種玩具在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)菌污染會(huì)直接影響到兒童的身體健康，要對(duì)它進(jìn)行電子束殺菌，從而達(dá)到衛(wèi)生要求。

11) 化妝品原料中的有害菌和化妝品在生產(chǎn)中因污染產(chǎn)生的細(xì)菌將對(duì)皮膚帶來(lái)潛在危險(xiǎn)，而高溫滅菌又會(huì)破壞化妝品自身的特性，影響其質(zhì)量，利用電子束滅菌是在常溫下進(jìn)行的，對(duì)于不耐高溫的化妝品是一種理想的滅菌方法。

12) 商品養(yǎng)護(hù)（防霉）。各種商品經(jīng)電子束輻照后可起到防霉作用，從而達(dá)到對(duì)商品的養(yǎng)護(hù)。

四、和伽馬射線滅菌的不同

和一般的用伽瑪射線來(lái)進(jìn)行輻照加工不同，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(shí)間短，例如對(duì)一箱產(chǎn)品殺菌，耗時(shí)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(dòng)態(tài)的傳送裝置，產(chǎn)品吸收劑量的不均勻度<5%。一次性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(wú)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(duì)產(chǎn)品密封包裝，在輻照時(shí)不拆產(chǎn)品包裝箱。能快速、安全通過(guò)。無(wú)二次污染。

5) 無(wú)環(huán)境污染。關(guān)機(jī)后無(wú)射線。安全可靠！而用伽瑪源存在源的浪費(fèi)和費(fèi)源的處理問(wèn)題。

6) 降解水產(chǎn)品、蜂產(chǎn)品中殘留***，是目前國(guó)內(nèi)外***的方法。

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(duì)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(huì)對(duì)我國(guó)特別是輻照中心周邊地區(qū)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，電子束直線加速器將會(huì)在***領(lǐng)域逐漸替代以鈷源為放射源的輻照裝置。