辐射加工的应用领域及发展趋势.docx

PAGE3 / NUMPAGES17 辐射加工的应用领域及发展趋势 朱南康 左都文 苏州大学辐照技术研究所 1 引言 辐射加工是指利用γ射线、能量低于5MeV的X射线和10MeV的电子束的电离辐射装置对医疗保健产品、药品和生物制品、食品、农副产品、化工产品等进行的以消毒、灭菌、杀虫、保鲜和改性等为目的的辐射处理。 辐射加工是民用核技术应用的重要领域，它属于环保节能的朝阳产业，在医疗保健产品灭菌、食品和宠物饲料加工、聚合物的加工和三废治理等方面有着广泛的应用，并保持着较高的增长率。 据2003年9月7-12日在美国芝加哥召开的第13届国际辐射加工年会对今后5年辐射加工的市场预测，见表1、表2，2006年在马来西亚召开的第十四届辐射加工年会重申了上述预测。 表1 辐射加工各行业的发展机会 行业 机会（%） 食品辐照 45 医疗保健产品灭菌 21 包装材料灭菌 11 烟道气处理 7 聚合物改性 6 天然植物化学功能食品（Nutracenticals） 5 药品 4 仿形部件（molded parts） 2 线缆 0 化妆品 0 表2 辐射加工年增长率的预测 年增长率% 支持率% 5 25 5-10 39 11-15 18 16-20 7 21-25 5 25 5 从表1和表2可以看出，辐射加工在食品辐照、医疗保健产品灭菌和包装材料的灭菌三个领域具有较大的发展机会；大多数与会者认为辐射加工的年增长率为5-15%，上述预测已被近几年的实践所证实。 日本高崎辐射化学研究所的幕内惠三博士在他2012年的专著《聚合物材料的辐射加工及工业应用》中提供了如下信息：日本2005年辐射加工产品的产值，见表3；1970年-1998年日本和北美用于辐射加工的电子加速器数目见图1。 表3 日本2005年辐射加工产品的产值 辐射加工 产品 产值（百万美元） 辐射交联 辐照轮胎 1527 辐照线缆 199 发泡塑料 160 热缩制品 150 其它（SiC、水凝胶等） 1 累计 2037 表面固化 纸和膜（涂层和印刷） 27 接枝 电池隔膜、吸附材料 23 降解 聚四氟乙烯超细粉 4 总计 2091 图1 The number of electron acceleratiors for radiation processing installed in Japan and North America from 1970 to 1998. 从表3可以看出，在聚合物的辐射加工中，其中交联产品的产值占到93%，特别是辐照轮胎的贡献为73%。 从图1可以看出从1970-1998年的29年，日本和北美的电子加速器总数分别为308台和648台，大量的加速器应用在热缩制品和涂层固化领域。 我国的辐射加工业，历经了上世纪50-70年代的研发阶段后，从1980年起进入到工业化应用阶段，且保持了较高的增长率。 据陈殿华研究员的报告介绍，我国大于30万Ci以上的γ装置和功率大于5kW的电子加速器在2010年已分别达到128座和193台，近2年工业应用电子加速器以更高的发展速度递增。 2 辐射加工的应用领域 辐射加工的主要应用领域简述如下： 2.1医疗保健产品的辐射灭菌 医疗保健产品(health care product)是指医用器械、医药产品(药品和生物制品)及体外诊断用品。医用器械是指专用于人体治疗、诊断和避孕等的用品、设备、工具、机械、移植敷料，或其它类似的物品。 灭菌是指使产品无活微生物的加工。在灭菌加工中，微生物的死亡遵循指数函数的规律，任何单件产品上微生物的存在可用概率表示，该概率可以减少到非常低的数目，但不可能减少到0，该概率可用无菌保证水平(SAL)表示。按国际上的规定，达到灭菌的SAL应为10-6，而消毒的SAL则为10-3。辐射灭菌是指利用60Co或137Cs发生的γ射线，能量低于5MeV的X射线和10MeV以下的电子束等电离辐射装置对医疗保健产品以灭菌为目的的辐射处理。 辐射灭菌法与化学灭菌法、高压蒸汽灭菌法相比，它具有节省能源、不污染环境、操作安全、可对包装物品和热敏材料进行灭菌、可实现连续自动化生产等优点；同时，对于经辐射灭菌的产品的使用，其安全性能和卫生质量已得到确认，人们的心理障碍已经消除，社会效益日益明显，经济上又有竞争能力，因而该项产业已成为辐射加工中发展较快、应用十分成功的领域。 电子加速器具有功率高、操作方便、辐射防护安全性好等优点，在辐射灭菌中已逐步推广应用。Sterigenics和Steris公司均采用了IBA的Rhodotron加速器，这类加速器具有体积小、稳定、出束能量均匀和可选择、一机多用(既可引出电子束，也可转换成X射线)、重新启动快、维修保养方便等优点。 医疗保健产品因其性能不同形成了多种灭菌方法，已具有工业规模的主要有化学灭菌法