辐照加速器产业项目建议书可编辑.docx
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辐照加速器产业项目建议书可编辑
辐照加速器产业项目-建议书
辐射加速器产业项目建议书
一引言
辐照加工就是用具有高能量的射线如Χ射线γ射线电子束等照射被加工产品
辐射加工可以广泛用于农产品的杀虫保鲜抑制发芽食品饮料的消毒灭菌医疗卫生
用品和日用品的消毒各种高分子材料的改性固化聚合交联等领域
辐射源可以选用放射性同位素如钴-60或铯-137利用其放射出的γ射线照射或者
是利用电子加速器将电子束加速到高能也可用高能电子束打靶产生的Χ射线作为辐射射
线
放射性同位素利用律低安全防护要求复杂费用高原材料及废料的储存运输都需
要特殊的条件和要求而用电子加速器把电子束加速到一定能量作为辐射源有许多优点
如能量大小可调节能量集中可以定向辐照射线利用率高适用范围宽成本低关机
后没有辐射污染安全防护性好因而是适合大规模推广的辐射源
首先我们来看一看目前电子束辐射加速器的类型及应用
表1电子束辐射加速器分类及应用
分类能量束流动功率机器类型应用范围
涂层固化
电子帘加速器建筑装饰材料
低能加速50500几百高压倍加速cw多层柔性薄型
器Kevkw绝缘芯变压器ICT复合材料
磁性材料
薄膜改性
高气压型倍加速CW
高频高压加速器辐射交联电线电缆
Dynamitron热收缩材料
中能加速0550几十高频单腔电子加速器聚乙烯发泡塑料
器Mev200KwRSA或ELY型橡胶硫化
谐振变压器ILY废气废水处理
绝缘芯变压器ICT
微波电子直线加速器VHF医疗器械消毒
高能加速50120几30直线加速器食品保藏
器Mevkw高气压型倍加速CW电子元器件改性
辐射应用于工农业生产已有几十年的历史随着研究的深入发展人们发现辐射的应用
范围越来越广泛是一项非常有发展前景的技术以下简单介绍它的一些应用
1.电线电缆的高分子聚合物绝缘材料经辐射后在耐温耐湿耐蚀抗老化抗电
性等各种性能上有显著的改进是目前工业应用辐照技术最积极最广泛的行业
2.聚乙烯聚烯烃等管带膜电缆终端附件热缩套管的辐照加工
3.辐照加工聚乙烯发泡塑料用辐照发泡方法生产的发泡塑料在性能上远远超过化学
方法
4.表面涂层辐照固化使用于汽车摩托车外壳印刷品薄膜金属涂层磁带压
敏胶带表面固化
5.食品灭菌及保鲜辐照是灭菌保鲜最理想的方法杀菌彻底冷加工不影响原有
风味无污染无残毒是辐照技术最有推广前途的行业
6.农业及其它领域高分子吸水材料的生产用辐照方法生产的吸水材料可广泛应用于
农业石油日化卫生巾等生产日用领域市场面广需求量大
7.医疗用品的灭菌消毒
8.环卫净化高能电子束可以清除各种污染物中的细菌和有害物质用于发电厂烟气
除硫除氮污水污泥的净化等等
以上利用加速器辐照12两项世界各国包括中国在内已形成工业产业所以我们不做
过多介绍以下重点介绍辐照食品因为它有着庞大的潜在市场前景
二辐照食品------饮食卫生新概念
辐照食品是利用电离辐射能量进行杀虫防腐防霉保鲜或品质改进等处理的食品
对不同的食品辐照可以有不同的作用例如可以杀灭肉类中的寄生虫和病毒杀灭粮食
调味品中的虫卵细菌抑制大蒜土豆发芽及对水果的保鲜延长货加期
传统食品加工中常常使用热处理化学药物熏蒸杀灭食品中的虫菌用冷藏或化学药物
喷洒等方法抑制生芽保鲜等用干燥法或化学防腐剂进行防腐处理比较辐照加工属于冷
处理它杀菌彻底营养成份损失少基本保持原有风味同化学方法比较它安全可靠
对环境无污染在食品中无有害物质残留同冷藏比较它节省能源保鲜期长效果好
那末食品辐射之后有没有放射性残留呢回答是肯定没有因为用于食品辐照的γ射线
源及电子加速器有严格的能量限制因此不可能在食物中产生次级放射性而射线本身象光
线一样穿过只有能量的传递没有残留1980年10月联合国粮农组织FAO世界卫生
组织WHO和国际原子能机械IAEA三个国际组织的辐照食品联合专家委员会根据各国
三十多年卫生安全性研究结果归纳确认在10KGY以下照射的任何食品都是安全的结论
同时FAOWHO的食品法典委员会CAC正式颁发了《辐照食品通用法规》为各国辐照食品
卫生法规的制订提供了依据
同时辐照是冷处理温升很少所以营养成份损失远比热加工干处理或罐头食品
品损失少即使是对辐射比较敏感的维生素在水果辐射保鲜过程中的损失也常常
同自然保存过程中的损失相当
目前市场上已有辐射大米保健食品干菜调料熟肉水果糕点等
实际上早在1963年美国FDA-就批准了小麦及面粉的辐照1965年就批
准了土豆的辐照我国1984年首次批准了包括土豆洋葱香菇等在内的七种
食品的辐照卫生标准
至今为止世界范围内已有40个国家批准了二百多种辐照食品欧洲每年辐
照食品多达一千四百万吨到94年止我国批准的辐照食品卫生标准已达18个
品种
目前我国已批辐照食品卫生包括土豆洋葱大蒜花生仁香菇香肠
苹果扒鸡花粉果脯生杏仁番茄猪肉荔枝蜜桔薯干酒和熟肉制
品96年还批准以下六大类食品辐照标准豆类谷类及其制品类辐照目
的是将活虫及虫卵杀死干果果脯类杀虫和延长包藏期熟畜禽肉类灭菌
延长保只期冷冻分割禽肉类杀灭沙门氏菌及减少腐败菌的污染新鲜水果
蔬菜类抑制发芽延长保质期调味品类杀菌防霉延长贮藏期
三辐照食品商业化
以上介绍了食品辐照是辐射加工技术应用的一个重要方面也是人们生活最
密切相关的重要应用技术历年来食品辐照的重大决策文件和活动都是几个国
际组织的联合行动我国自八十年代来食品辐照技术也受到政府主管部门的高
度重视国家科委国防科工委卫生部核工业总公司中国科学院和农业部
等都对食品辐照的研究和开发给予了大量的支持
特别是进几年在FAOLAEAWHO三个国际组织的倡导下辐照食品逐渐转
向商业化食品辐照技术正在加速向食品工业转移归纳起来目前国际上食品
辐照具有以下特点
1从1988年12月LAEAFAOWHOTTC-UNTADGATT在日内瓦召开了有57
个国家250位政府官员参加的辐照食品接受性控制和国际贸易的大会
并通过了会议宣言对于促进辐照食品的国际贸易起了重大的作用而
1994年乌拉圭回合多边贸易谈判URMTN中卫生及植物卫生协议ASPM
已被采纳为其中一项条款也就是说该协仪在1995年正式生效后WHO
成员国对一些符合国际标准规格及推荐指标的食品实施进口限制时必
须提出充分理由而辐照食品早在1983年已由食品法典委员会CAC制
定了法典通用标准由此从法律上消除了辐照食品国际贸易上的障碍
2进口食品的辐照检疫日益受到重视特别是溴甲烷熏蒸剂因有潜在致癌危
险而遭禁用后辐照检疫处理已成为必然的首选技术例如美国每年约
有30万吨进口蔬菜和水果要采用溴甲烷熏蒸以控制虫害另外每年还丛
智利进口20万吨葡萄这些产品的价值约过65亿到11亿美元目前正
考虑用辐照处理日本每年从美国加拿大进口价值约420万美元的小麦
其中有52需要溴甲烷熏蒸处理目前正在寻找替代方案对于发展中国
家来说用辐照处理提高出口食品的卫生质量并增强国家市场上的竞争力
已是一种有效的方法例如墨西哥正在建造专用的出口水果辐照处理的大
型钻源辐照装置和加速器装置
3采用辐照处理以提高食品的卫生质量和减少食源性疾病的发生已逐步成
为人们的共识1994年世界卫生组织为此还发表了专题研究报告《辐照食
品在安全和营养上的有效性》总结了国际上500多份科技文献对食品
辐照技术进行全面的系统评价该报告指出在发展中国家有高达70的
腹泻病例是经由食物传染的患食物传染病而死人数约占总死亡人数的
25在美国每年有2400万至8100万宗食物传染病发生以及有约1万
宗不必要的死亡是由食物传染病引起的其中单是沙门氏菌的个案就
占了200万起用于这方面的医疗费用估计每年最少15亿美元1993年
美国西海岸发生过严重的食物中毒事件一种剧毒的大肠杆菌
Ecoli0157H7品系未煮熟的汉堡包传染使4个儿童猝死200多个人
生病住院及多达700多名成人和儿童感到非常不适事件发生后一个由
美国肠胃病协会基金会AGAT召集的独立专家小组指出除非将食品肉
类彻底煮熟或辐照否则要完全灭除这种细菌不可能的类似的情况
在德国也有发生过1993年德国一食品公司生产的汉堡包因污染沙门氏菌
而造成退货其损失及处理费用高达3-4千万马克所以世界卫生组织
官员指出一国政府若允许销售辐照食品不仅使其国民有更多机会享用
安全食品而且亦保障了国民的健康
4食品辐照技术正在积极地向食品工业转移由于食品辐照是一种低温冷杀
菌技术具有多种优点现正逐步为食品工业界接受在某些特定场合可
能替代传统的高温高压灭菌技术而保留食品的原有的营养成分和色香
味特点有的已经被食品生产部门所采用例如1993年法国在Guyomarch
建立了一个SPI工厂采用能量为8Mev的电子加速器CGR-MEV型以
3-5kgy的吸收剂量来照射予包装的机诫脱骨鸡肉厚度55cm以杀灭其
中有沙门氏菌土耳其已建立了一间中试规模的示范工厂生产辐照处理的
发酵香肠用4kgt辐照处理后真空包装的发发酵香肠卫生质量好在10
℃下保质期为3-4月据最近报导由于美国1993年有汉堡包事故在
华盛顿洲已在筹建一座专用于汉堡包之类食品辐照消毒的辐照装置
5国际上对辐照食品的批准正转向类别化从过去国家逐项批准辐照食品的
方式逐步转向按食品类别分类批准这是为了对辐照食品的有效管理和加
强优良辐照工艺GIP的实施FAOIAEAWHO联合设立的国际辐照食品
咨委会ICGFI在这一方面已开始着手于制定一系列辐照食品分类的GTP
法规品种有谷物包装禽畜肉类香料和调料品蔬菜和水果块茎
及鳞茎类干鱼和咸鱼水产品和蛙腿等
四我国辐照食品发展情况概述
我国辐射加工事业发展起始于八十年代到目前为止全国仅建立了一些造
价昂贵维护不便运行成本高不论工作还是不工作都有放射性的钴源辐照装
置50座装源总强度为1750万居里分布在24个省市自治区的40多个城市
中其中绝大多数钴源辐照装置都是以辐照食品或农副产品为目的而建立起来
的在我国政府的大力关心和支持下辐照食品的研究和开发取得了很大的进展
辐照食品商业化的几个基本条件已初步具备如
1技术可行性据不完全统计全国各省市曾进行过研究或探索的辐照食品品
种约有200种以上其中有近100种已行过技术鉴定证明有可能扩大应
用
2卫生安全性辐照食品的卫生安全性有已毫无疑问1994年十月世界卫生
组织为此还专门汇报整理了四十五年来500多篇卫生安全性方面研究文献
对辐照食品的安全性作了系统的评述该专题报告书长达161页论述
已相当完整了见WH078号出版物
3立法与标准我国目前已正式批准辐照食品卫生标准的品种有十八正式颁
发六类辐照食品的类别卫生标准则其覆盖面将为更为扩大有利于食品
辐照的推广应用
4经济可行性食品辐照特别是低剂量辐照的经济效益相当明显这以逐
步为各辐照加工单位接受理论和实际结果都证明食品辐照的经济效益要
明显优于其他产品
五.食品辐照技术向食品工业转换
改革开放以来我国食品工业得到了持续快速发展是轻工业中发展速度最
快的行业之一也是经济效益最好的行业之一据国家统计局提供的数据1994
年我国食品工业完成总产值为4273亿元实现利润700多亿元已成为我国第
二大工业拥有55万家企业从业人员530多万人固定资产净值1300多亿元
而目前食品行业的保质保鲜还存在许多有待解决的具体问题例如以广大
消者经常食用的熟食品为例卫生质量甚忧如1995年十二月卫生部对北京部
分市场销售的熟食制品抽样检查结果为定型包装熟肉制品合格率仅为40散
装熟肉制品80不符合卫生标准1995年一月上海市技术监督局抽查熟肉制品不
合格率高达76其他食品质量也不乐观如进口食品的卫生质量也成问题卫
生合格率只有737而我国已经公布了辐照熟肉制品的卫生标准经辐照处理
后起卫生质量和保质期都大为改善
针对我国食品工业的发展和食品辐照技术向食品工业转换的问题提出几个
重点推广应用的项目或方向
1小包装熟肉制品的辐照巴氏灭菌技术的应用超市和自选商场的快速发
展促使小包装方便食品需求量的激增特别是人们生活节奏加快后家
务劳动社会化日常菜肴方便化已成为必然趋势方便快捷卫生的各类主
副食方便食品快餐食品和旅游食品已成为食品工业中发展的热门但由
于中国食品的特点比可能采用常规的高温高压消毒处理所以予包装食
品的辐照巴氏消毒可能成为下一阶段发展重点
2予冷小包装鲜肉或鲜禽肉将在这几年得到很快的发展因为予冷肉从营
养保质期使用方便性上都明显优于热气猪肉和冷冻肉但是一般真空
包装的保质期只有5-7天不能满足超市和自选市场的需要真空包装予
冷肉经2-3kgy辐照处理后不仅保质期可延长到20-30天而且可能有效
地杀灭肉类中的各种寄生虫和肠道致病菌使消费者真正吃到放心肉
3进口食品的辐照检疫处理这是涉及保护我国农业生态的重大措施特别
是我国每年进口粮食数量都有上千万吨其中的虫害疫病都值得引起重
视不加处理必然危及我国农业生态环境又如进口水果日益增多果蝇
等寄生虫易于引起传播必须检疫处理化学熏蒸法不仅有易引起致癌危
险的残毒问题还有环境污染及操作人员健康问题等存在粮食辐照杀虫贮
存是我国研究最早的项目也是最成熟的项目之一应该大力加以应用
这是为了子孙后代造福的大事
4粮食贮存中的辐照杀虫技术的推广应用我国战备粮食贮存大约在九千万
吨左右目前主要是依靠各粮食库定期采用磷化氢之类的熏杀虫剂来进行
贮存但是日积月累其残留量不断增加有的虫类已滋生抗药性要依靠
增加熏蒸浓度来抑制这直接危害人们的健康同时操作人员也身受其害
辐照杀虫保粮技术是该到时候了
六加快发展加速器技术在食品辐照中的应用国外加速器用于食品辐照方
面近十年来已达到170台主要用于谷物冻虾冻禽和各种予包装食品方面
我国加速器制造工业已具备一定规模在研制生产加工方面技术力量都相当雄
厚如果从事食品辐照加工应用的加速器研制这将是一个潜在的市场建议可
以从二个方面着手一是研制大型的粮食辐照包括进口粮食处理用的加速器
这可以在现有的地那米型加速器生产的基础上加以改进配置束下传输装置适用
于散装粮食的辐照处理估计若电子束能量在3MEV扫描宽度15米功率在
50-100KW左右的加速器其每小时处理量可达200-300吨左右已足以满足需要
加拿大原子能工业公司曾对此作过详细的经济分析若年处理量在200万吨左
右则其处理成本可降到055加元吨按目前我国进口粮食的数量及贮备粮的
数字估计需求量还是较大的第二类是开发小型的在线式辐照处理用加速器
因为食品商业发展后小包装辐照消毒会随之增加而且目前国内大多数钴源辐照
装置不能满足要求因为辐照剂量率低辐照时间过长以及来回运输等费用的增
加速器辐照装置能小型化象高压灭菌器一样在厂里购置一台直接在线处理
若其价格在200万元左右就同进口高压灭菌器价格相近生产厂是会考虑引进
的例如小包装予冷肉或鸡肉若一个小型肉类加工厂日产20吨左右则需
要一台电子束能量5Mev产品厚度35CM功率为35KW左右的加速器已满足
要求制出小型的5Mvev能量5KW的电子束与X-射线两用的加速器则应用而可能
更加广泛
七辐照加速器简介
图1给出了电子直线加速器辐照货物的示意图图2给出了辐照电子直线加
速器的方框图一般来讲电子直线加速器按工作频率分为L\S及X波段S波段加
速器是使用最广的但其束流一般限制在10KW左右这对仪器辐照加速器来说已
经可以了
电子加速器按加速结构又分行波和驻波型驻波型加速管在同样能量可做得
比行波的短一些驻波结构还可采用较低的电子枪注入电压例如25Kv或更低
其中加工精度要求较低001行波结构虽要求加工精度较高但结构相对简
单稳定性好且内孔较大易于得到较强束流但其加速器稍长因此行波或驻
波型都可满足辐照加速器要求下面我们简单介绍一下电子直线加速器
1原理电子直线加速器就是利用微波谐振加速电子使其沿着直线前进
到达加束终端获得高能电子束
2电子直线加速器及其部件
1加速系统包括聚束段加速段耦合器波型转换器聚焦线圈
行波型有水冷套主体支架等
2速调管包括管体聚焦线圈及电源或永久磁铁灯丝电源铅
屏蔽油缸等速调管是电子直线加速器最关键的部件之一要求
速调管输出脉冲功率520MW寿命10000小时以上国内已有6MW
平均功率55KW的速调管对功率1KW的加速器也可采用磁控管
但波导系统要加环流器另加频率自动微调装置
3调制器对于脉冲功率6MW的速调管由于其效率为40故其调
制器的脉冲功率应有15MW而平均功率应在50KW以上
4速调管激励系统速调管增益为4550分贝故需50200W激励功
率
5微波传输速调管输出的微波功率要经小波导输至加速管矩形波
导S波段尺寸为横截面72X34mm2由无氧铜制成内表面光洁度
▽7壁厚5mm
6电子枪脉冲发射电流由几百毫安至12安培工作经基本与速
调管要求相同
7真空系统由电子枪至加速管输出扫描盒以及波导等都需抽真
空真空度要求-1050Pa其中电子枪-106Pa
8恒温水冷水冷系统包括对加速管电子枪速调管等的冷却其
中加速管要求恒温05-1℃
9控制系统集所有开关量显示量调节量连锁保护报警等于控
制台采用可编程逻辑控制器PLC使操作可能简单
10束流输运监测扫描
11剂量监测安全防护
剂量监测包括对人的安全剂量监测和对被辐照物的剂量监测还有与此有关
的连锁保护装置
3需建有关车间和实验室
如加速器的主要部件由自己生产则必须建立有关车间
1普通车间车钳铣刨等
2精加工车间恒温防震数控机床铣床磨床真空贮存柜等
3焊接车间电焊氩弧焊等
4清洗电镀车间
5微波测量实验室频率综合器纲络分析仪等
6速成调管和电子枪的装架阴极制备排气中等
7脉冲高压及电子学实验室
8真空实验室氦检漏仪分子泵机组等
9精密机械测量间万能工具显微镜等
八现状及人员
目前牧师设计已经完成只要资金到位即可投入工程设计和加工
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