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工业辐照创造更美好的世界

Michael Madsen

未来,传统γ辐照市场的大部分增长很可能会流向加速器。 — 国际辐照协会主席兼秘书长Paul Wynne

 

 

 

“辐射”这个词让一些人感到恐惧,但100多年来,辐射在工业和食品安全方面一直发挥着无形、有益且往往至关重要的作用。

 

无论是应用于医疗器械消毒、新鲜农产品灭菌,还是强化工业聚合物,辐照技术都是现代世界不可或缺的一部分。

 

为了更好地了解工业辐照的重要性,并了解其技术如何发展,我们采访了国际辐照协会主席兼秘书长Paul Wynne。国际辐照协会是一个非营利组织,由来自世界各地的公司、研究机构、大学和政府机构组成,为全球辐照工业和科学界提供支持。

 

问:基于加速器的工业辐照在哪里影响最大,您认为这项技术的发展方向如何?

答:加速器在工业规模上用于改善聚合物性能已有约60年的历史。其中一项主要应用是处理电缆绝缘子,以提高其耐高温性,从而有助于消防安全和设备耐久性。还有许多基于电子束诱导的其他化学改性应用,例如制造用于地板的木塑复合材料,或制造汽车行业中使用的泡沫。其中许多应用是专有的,并应用于制造现场。

大功率加速器的引入拓宽了可处理产品的范围,使该技术能够与放射性同位素钴-60发出的γ辐照相竞争。可处理的产品范围扩大,包括医疗器械和包装的灭菌、药品和化妆品成分的消毒,以及食品的微生物控制。到目前为止,γ辐照在这些应用中仍然占主导地位。

问:辐照是否有从使用放射源向基于加速器的技术转变的趋势?

答:有这样的动力,它主要涉及医疗器械的灭菌,因为对医疗器械的需求以及由此产生的灭菌需求正在迅速增加。在全球需要灭菌的大量设备中,差不多一半设备首选辐照进行灭菌,γ灭菌占80%以上。各种情况,其中一些可能是暂时的,最近使钴-60的供应无法跟上需求的增长。医疗器械制造商通常不会对某种方法有偏好,他们只是希望其产品经过适当的灭菌。

利用钴-60源进行γ灭菌有两大优点:简单和可靠。加速器也有优点:只需要用电驱动,并且可以暂停电离辐射发射。市场力量将决定这些技术中的哪一种将在未来占主导地位,但是,就目前而言,重要的是它们都能保持可用,因为它们都是满足灭菌需求所必需的。

应该注意的是,就处理能力而言,凡是能用电子加速器处理的,都能用γ射线处理,但反之则不行。然而,有些加速器可以安装金属靶,将电子束转化为X射线,而X射线的特性与γ射线相似。

问:对基于加速器的工业应用的需求正在增长,特别是在发展中国家。这些技术需要克服哪些挑战才能变得更容易获得?

答:未来,传统γ辐照市场的大部分增长很可能会流向加速器。加速器供应商的数量超过了钴-60供应商的数量,但对于高能和大功率机器来说,供应商数量仍然限制在十几家左右,对于具有X射线能力的加速器而言,供应商数量要少得多。X射线系统的发展仍然有限,但正在从较低的基数快速增长。

加速器在许多发展中国家尚未得到大量采用。主要原因包括所需投资高、与γ辐照器相比机器更加复杂,以及无法获得充足稳定的电力供应。人力资源、财政限制和满足安全要求也是障碍,但可能比基础设施和市场规模问题容易克服。就目前而言,基于加速器的技术似乎并不适合所有发展中国家。

问:国际辐照协会和原子能机构就各种举措开展合作,例如举办国际会议、为年轻研究人员组织讲习班。这对增加加速器技术的使用有什么好处?

答:协会的目标与原子能机构的一些目标一致。国际辐照协会在促进辐射技术的安全和有益使用方面是技术中立的。原子能机构的对应方是政府及其机构,而国际辐照协会主要代表工业辐照市场。国际辐照协会与原子能机构合作开展了越来越多的活动。

问:您对哪种基于加速器的工业辐照发展感到最兴奋?它会成为“游戏规则改变者”吗?

答:利用低能电子和低能X射线进行在线辐照是一种非常有前途的新方法。这种创新以使用微型气体踏板或发射灯为基础,可以使许多行业的制造商都能接触到辐照。低能射线穿透材料限制了潜在的应用,但发射器具有紧凑的优点,可以集成到制造生产线中。最初的应用包括在制药业灌装前对注射器灭菌,以及在牛奶或软饮料的无菌包装线上对材料进行高速灭菌。

仅举一例,一家瑞士公司已开发一种用于食品原料去污的机器,其大小与一个大橱柜差不多。这种系统也被用于使用昆虫不育技术的害虫防治(原子能机构是该技术的倡导者)以及辐射生物学研究。需要更多的努力来扩大潜在的应用领域,特别是使用紧凑的低能X射线系统,但毫无疑问,这可能会改变游戏规则。

2022.05
Vol. 63-2

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