辐射消毒灭菌用高能电子加速器的几个技术经济问题_rev_.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 辐射消毒灭菌用高能电子加速器的几个技术经济问题_rev_4 辐射消毒灭菌用高能电子加速器的几个技术经济问题 郭文勇1 赵奕1 刘仁庆2 1（艾尔贝姆（北京）医疗器械技术服务有限公司） 2（亿比亚（北京）粒子加速器技术有限公司） 北京通州区 光机电一体化产业基地 兴光二街六号 邮编 101111 摘要：使用电子加速器进行辐射消毒灭菌已是国际潮流。为了更好把握选择加速器的要点，促进辐射加工行业 的健康发展，笔者根据所搜集和掌握的一些资料，提出并着重讨论了辐射消毒灭菌用高能电子加速器安装使用上的几个技术经济问题。 关键词：辐射；消毒灭菌；电子加速器； Dynamitron，地那米加速器；Rhodotron，洛德加速器；LINAC，直线加速器； 一、前言 近年来，国内辐射消毒灭菌市场继续扩大。但随着国家环保政策执行力度的不断加强，钴源辐照装置的一些弊端就更加突出显现出来；尤其是废源棒的处理，以及处理所需的大量费用，将会是钴源装置拥有者逃避不开的一个大问题！ 显然，不少有意进入辐射灭菌领域或扩大其辐射加工业务的业主，近年来更加关心采用电子加速器进行辐射消毒灭菌的前景，这是合情合理的正确选择。 多年以来，行业内的前辈如王传桢①②、黄正新①③、刘树德①④等，都有针对加速器应用技术经济问题方面的论述在不同场合发表，给大家以启迪。 但观察目前国内状况，笔者发现，仍有不少业内人士在有关加速器的一些重要问题上，可能认识不够或受到了一些的误导，在加速器的选择上存有一些未必正确的观点。 如果认识不清这些问题，未来灭菌加速器很可能重蹈钴源装置覆辙：“小、散、乱”的局面在我国辐射加工业的加速器领域得以继续，既会产生由恶性竞争带来的行业发展上的损失，也会带来极大的资源浪费：有装置及加工能力的浪费，更会有严重的能源资源浪费！ 故而，笔者把搜集到的一些资料以及自 己的浅显认识与大家分享，以利于加深行业用户对加速器选型安装及使用的认知，以利于我国辐射消毒灭菌及整个辐射加工行业的健康发展。 本文着重探讨辐射消毒灭菌用高能电子加速器的几个技术经济问题。仅仅点滴粗略见解，希望本文能起到抛砖引玉的作用。欢迎关心该领域的人士共同参与研究、讨论。 二．常见的辐射消毒灭菌电子加速器 工业辐照电子加速器的种类很多，使用中各有利弊。目前国内工业辐照已安装使用的大都是中低能量的机型，能量范围大致为1MeV至3MeV；最常见的应用领域是高分子材料的辐射改性，如：电线电缆绝缘护套层、热缩管材和片材的辐照交联等。 目前国内最常见的电子加速器机型为美国辐射动力公司（Radiation Dynamics Incorporated—RDI）发明的Dynamitron? (地那米)高频高压型电子加速器（包括国内单位不同年代仿制的各种型号），以及俄罗斯西伯利亚核物理研究所（Budker Institute of Nuclear Physics—BINP）的ELV系列高压变压器型电子加速器。 10MeV高能电子加速器已投入使用的有：80kW的Rhodotron?TT200（Sterigenics —上海辐新）和10kW级别的直线LINAC（四川久远科技、上海束能）；宁波超能自制的两套直线加速器（3-15kW）。即将安装的有中国计量院、 《辐射消毒灭菌用高能电子加速器的几个技术经济问题》 - 1 - 三东蓝孚医疗科技、合肥科大创新、青岛青迈等。 1．俄罗斯的ELV电子加速器 ELV系列电子加速器，因设计技术原理所限，目前3MeV能量实现已相当困难。而3MeV以下能量的电子束，因穿透力太小（水中质量射程仅为1.29 g/cm2），只能极少量地用于医疗用品生产厂的在线灭菌（薄型包装或容器浅表面）。基本上，可以认为它不能用于工业化消毒灭菌。 BGS, SHI, Sumitomo 等众多著名公司提供了4~5MeV Dynamitron?近二十台。 图2. 传统立式Dynamitron设施模拟图 ? 图1. ELV 电子加速器的全尺寸示意图 2．Dynamitron?电子加速器 Dynamitron?加速器在0.5~5MeV范围内均可稳定实现电子束输出，且能达到较高的束功率(目前最大束功