輻射加工技術(shù)PPT優(yōu)質(zhì)課件

1、1第四講 輻射加工2什么是輻射加工？廣義的輻射加工就是利用粒子束輻照物質(zhì)，物質(zhì)發(fā)生各種效應(yīng)。原理和核心是輻射化學(xué)、利用的是輻射效應(yīng)輻射化學(xué)：研究射線與物質(zhì)相互作用引起物質(zhì)分子發(fā)生電離、激發(fā)等效應(yīng)所導(dǎo)致物質(zhì)結(jié)構(gòu)（電離效應(yīng)）或狀態(tài)（激發(fā)）發(fā)生變化的科學(xué)。產(chǎn)生粒子束的設(shè)備：加速器、反應(yīng)堆、離子注入機(jī)、 放射源（鈷源）、紫外光設(shè)備、激光器粒子束種類：電子束、中子、射線、UV、激光、 X射線及子（+，-） 等3 由于輻射作用于物質(zhì)可以誘發(fā)物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，因此其應(yīng)用范圍十分廣泛，主要領(lǐng)域如下： 輻射育種，食品輻射消毒、滅菌、保鮮； 輻射改性聚烯烴絕緣材料，如電纜、熱收縮材料 一次性醫(yī)療用品輻

2、射消毒； 涂層輻射固化，包括木塑復(fù)合材料的輻射制備； 輻射技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)和生物工程中的應(yīng)用； 工業(yè)三廢的輻射凈化等。輻射加工的研究對(duì)象和應(yīng)用4輻射加工的優(yōu)點(diǎn)合成新材料：無需高溫高壓 、甚至低至-100、 無催化劑殘留。固、液、氣。材料改性：實(shí)現(xiàn)材料交聯(lián)、接枝、降解、固化高度自動(dòng)化：自動(dòng)控制和傳輸節(jié)能、環(huán)保（無有毒有害氣體釋放）、高效率高工藝參數(shù)穩(wěn)定可調(diào)人員勞動(dòng)強(qiáng)度低 工作環(huán)境優(yōu)良5 輻射加工業(yè)輻射加工業(yè)70年代興起，80-90年開始代迅速發(fā)展，從輻射育種，輻射刺激生長(zhǎng)開始起步，逐漸擴(kuò)展到輻射保鮮，輻射高分子材料改性及合成，輻射殺蟲，輻射消毒滅菌，輻射治理三廢及輻射治療疾病等。目前輻射加工業(yè)已形

3、成全世界每年千億美元的產(chǎn)業(yè)。輻射加工技術(shù)確有優(yōu)點(diǎn)，但也不可過于夸大，因?yàn)樗灿幸恍┤毕?，如：一次性投資較高；與常規(guī)方法競(jìng)爭(zhēng)激烈；多數(shù)人在心理上有排斥性。 綜合而言，輻射加工業(yè)會(huì)得到較快發(fā)展，但消極和過熱都不是正確的態(tài)度。6 輻射源可分為三種類型（1）放射性核素源，如60Co、137Cs源；（2）機(jī)器源，如電子或粒子加速器；（3）反應(yīng)堆中子源。7設(shè)備-鈷源、加速器8鈷源輻照裝置的組成輻照源室 輻射源 水井和水 升降源設(shè)備 安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、控制系統(tǒng)傳輸系統(tǒng) 、劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 、控制室通風(fēng)系統(tǒng) 、操作間 、原料庫、成品庫 9小型鈷源（60Co）10加速器提供電子束傳導(dǎo)裝置束下裝置Electron Bea

4、m11 輻射加工技術(shù)是用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門的實(shí)用技術(shù)。它基于輻射作用下物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)或生物性質(zhì)發(fā)生暫時(shí)性或永久性的變化。涉及輻射物理、輻射化學(xué)、輻射生物學(xué)等問題。 為了度量射線的電離作用，需要測(cè)定射線穿過物質(zhì)時(shí)所釋放的能量。 -吸收劑量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量物質(zhì)受輻射后吸收輻射的能量，單位為戈（Gy）, 1戈瑞=1焦耳/公斤。 -輻射化學(xué)產(chǎn)額：它反映輻射化學(xué)過程的效率。定義為每吸收100eV能量所轉(zhuǎn)換或產(chǎn)生的分子、原子、離子的數(shù)目。輻射加工技術(shù)12生物體輻照 電離輻射具有明顯的生物效應(yīng)，吸收不同劑量在生物體內(nèi)引起不同的效果。這些生物效應(yīng)包括促進(jìn)生長(zhǎng)、減緩生長(zhǎng)、遺傳變異、消毒、生命功能終止等。對(duì)農(nóng)

5、產(chǎn)品可以起到抑制發(fā)芽、推遲成熟期，延長(zhǎng)貯藏壽命，殺滅致病微生物等，從而構(gòu)成食品輻照研究和實(shí)用化的主要內(nèi)容。 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）對(duì)推動(dòng)食品輻照起了促進(jìn)作用，成立了關(guān)于輻照料食品健康問題的聯(lián)合專家委員會(huì)。 13生物體輻照 1980年這個(gè)專家委員會(huì)在對(duì)輻照食品廣泛考查的基礎(chǔ)上發(fā)表了一個(gè)全球性的標(biāo)準(zhǔn)。認(rèn)為“在平均吸收劑量上限為10kGy情況下，輻照食品無毒，也不會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)學(xué)和微生物學(xué)上的任何問題”這一建議和結(jié)論在1983年已被聯(lián)合國(guó)食品法規(guī)委員會(huì)（CAC）批準(zhǔn)。 不少國(guó)家的政府也立法承認(rèn)了這一結(jié)論，為輻照食品商業(yè)化推廣掃清了障礙。14在北京舉辦

6、亞運(yùn)會(huì)期間，北京詠竹瑪雅克輻射新技術(shù)有限公司輻照泡菜，為運(yùn)動(dòng)員提供合格的食品。隨著人民生活水平的提高，輻照消毒在食品加工中的作用將得到越來越廣泛認(rèn)識(shí)。輻照是冷消毒，不會(huì)改變食品風(fēng)味；輻照沒有殘留，不會(huì)給消費(fèi)者帶來危害；輻照是整箱消毒，不須拆包裝，造成二次污染。80年代我國(guó)對(duì)蔬菜及水果的輻射研究表明，蘋果，柿子經(jīng)輻照后可保存6個(gè)月，超過一般冷凍保存的效果，同時(shí)也證明了輻射對(duì)延緩西紅柿的后熟也有一定的作用。15輻射食品保鮮杜牧-過華清宮： 長(zhǎng)安回望繡成堆，山頂千門次第開。一騎紅塵妃子笑，無人知是荔枝來。 白居易在荔枝圖序中說：果子若離本枝則“一日而色變，二日而香變，三日而味變，四五日外色香味盡去矣

7、?！?6輻射食品保鮮古人采用“密封自發(fā)氣調(diào)保鮮法”。 保存幾天現(xiàn)代采用”輻照保鮮” 保存幾十天也可以處理飲用水，比常規(guī)的氯氣、臭氧、紫外線等方法方便、簡(jiǎn)單、花費(fèi)少。我國(guó)用輻照育種技術(shù)已培育的良種有水稻“原豐早”，小麥“山農(nóng)輻63”，玉米“魯原單4號(hào)”，大豆“鐵豐18號(hào)”、“黑龍26號(hào)”，高粱“晉雜1號(hào)”花生“粵油22號(hào)”等。受不同吸收劑量的香菇，在輻照15天后的保鮮效果目前已應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，并形成相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力和水平。環(huán)氧乙烷（Eto）氣體的化學(xué)消毒法；一些特殊規(guī)格的電線電纜還需靠進(jìn)口補(bǔ)充1988年花費(fèi)1.隨著人民生活水平的提高，輻照消毒在食品加工中的作用將得到越來越廣泛認(rèn)識(shí)。（1）放射

8、性核素源，如60Co、137Cs源；出土文物的消毒、凈化，出土木器和陶器的固化和定型等。對(duì)香菇也有相似的保鮮效果。40年代初英國(guó)學(xué)者Charlesby首先發(fā)現(xiàn)的這個(gè)重要現(xiàn)象，并開發(fā)了一種新型形狀記憶材料。外照射：被處理的植物試材受到體外某種輻射源發(fā)出的射線的照射。降解則是打斷分子鏈?zhǔn)狗肿恿繙p少。現(xiàn)狀與前景鮮肉塊輻照5天后，除對(duì)照組顏色開始變深，輻照組基本完好。目的是降低食品中的微生物及其他細(xì)菌數(shù)量，可最大程度降低能耗和工件的溫度變形，使難以焊接的兩種金屬材料接合在一起。輻射技術(shù)在保護(hù)和改善古文物中的應(yīng)用。食品輻照不加入化學(xué)藥物，常溫下用射線對(duì)食品做滅菌保鮮處理，小于10千戈瑞的劑量被認(rèn)為是安全

9、的，不會(huì)產(chǎn)生放射性、不破壞營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，沒有致病作用。目前輻射加工業(yè)已形成全世界每年千億美元的產(chǎn)業(yè)。17食品保鮮 食品輻照不加入化學(xué)藥物，常溫下用射線對(duì)食品做滅菌保鮮處理，小于10千戈瑞的劑量被認(rèn)為是安全的，不會(huì)產(chǎn)生放射性、不破壞營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，沒有致病作用。18輻射裝置：高能所研制的10MeV/15kW電子加速器的電子束 輻照地點(diǎn)：高能所I號(hào)廳，加速器調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)陋食品：是從市場(chǎng)購買的鮮肉和香菇 選用的是低劑量的保鮮劑量（0.4-2 kGy ）：目的是降低食品中的微生物及其他細(xì)菌數(shù)量，延長(zhǎng)新鮮食品的后熟期及保藏期 方法：將鮮肉塊切成半公分厚的薄片，用塑料薄膜包好分成6組，分別用0.4-2.0 k

10、Gy的不同劑量進(jìn)行電子束輻照，然后與未經(jīng)輻照的對(duì)比組同時(shí)放在冰箱的冷藏區(qū)（5C）儲(chǔ)存 輻照后按3個(gè)時(shí)段：5，15，37天作保鮮觀察 輻射保藏的實(shí)例19鮮肉塊輻照5天后，除對(duì)照組顏色開始變深，輻照組基本完好。15天后，對(duì)照組開始變黑。低劑量試樣A1-1，A2-1（0.4，0.8kGy）開始變壞。37天后，除2 kGy輻照劑量的鮮肉（A-5-1）仍保持完好外，其余鮮肉均已變質(zhì)。輻射保藏的實(shí)例20受不同吸收劑量的香菇，在輻照15天后的保鮮效果 0.2 kGy輻射保藏的實(shí)例21由此看出：鮮肉的輻照保鮮隨著劑量的逐步提高，保鮮效果更加明顯，本實(shí)驗(yàn)中2 kGy以上的劑量是合適的。對(duì)香菇也有相似的保鮮效果。

11、合適的輻照劑量約為0.2kGy由于受目前實(shí)驗(yàn)條件的限制：傳送系統(tǒng)比較簡(jiǎn)陋，輻照劑量的控制與檢測(cè)精度不夠好等原因，輻照保鮮的效果暫時(shí)難于定量描述，但初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)可以看出：電子束食品輻照，保鮮效果明顯，貨架壽命有大的提高，具有很大的應(yīng)用前景和社會(huì)效益。 輻射保藏的實(shí)例22輻射育種利用放射性射線誘發(fā)種子產(chǎn)生變異，從產(chǎn)生的各種各樣的變異中，篩選出有利用價(jià)值的突變體，培育出新品種。優(yōu)點(diǎn)是突變頻率很高，分為外照射和內(nèi)照射兩種。劑量在100到300戈瑞。外照射：被處理的植物試材受到體外某種輻射源發(fā)出的射線的照射。內(nèi)照射：指放射性元素引入到植物的組織細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行照射。我國(guó)用輻照育種技術(shù)已培育的良種有水稻“

12、原豐早”，小麥“山農(nóng)輻63”，玉米“魯原單4號(hào)”，大豆“鐵豐18號(hào)”、“黑龍26號(hào)”，高粱“晉雜1號(hào)”花生“粵油22號(hào)”等。其中，“魯棉1號(hào)”棉花、“原豐早”水稻、“鐵豐18號(hào)”大豆等項(xiàng)目獲國(guó)家發(fā)明一等獎(jiǎng)。2324輻射育種世界主要國(guó)家人工誘變作物品種數(shù)目25輻射育種輻射育種歸于誘變育種范疇它可以定義為利用電離輻射處理作物種子、花粉或植株等材料，誘使遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致有關(guān)性狀的變異，然后通過選擇和培育使有益的變異遺傳下去，達(dá)到改良和創(chuàng)造新品種的目的?；蛲蛔兪侵鸽婋x輻射與生物體的主要遺傳物質(zhì)一脫氧核糖核酸(DNA)發(fā)生直接作用或通過水輻解產(chǎn)物而發(fā)生間接作用，導(dǎo)致DNA堿基對(duì)排列順序的改變或失

13、去1個(gè)堿基。26DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后存在一系列修復(fù)工程只有當(dāng)修復(fù)無效或修復(fù)發(fā)生誤差時(shí)才能產(chǎn)生突變。另外受電離輻射作用染色體斷裂后的重排、導(dǎo)致缺失、重復(fù)、易位、倒位等染色體畸變也是輻射育種的一個(gè)重要的過程。工業(yè)三廢的輻射凈化等。日本撲滅瓜實(shí)蠅，墨西哥撲滅果蠅，我國(guó)撲滅大實(shí)蠅鮮肉的輻照保鮮隨著劑量的逐步提高，保鮮效果更加明顯，本實(shí)驗(yàn)中2 kGy以上的劑量是合適的。日本撲滅瓜實(shí)蠅，墨西哥撲滅果蠅，我國(guó)撲滅大實(shí)蠅廢水中含有許多化學(xué)氧化劑和生物氧化劑物質(zhì)，消耗水中的氧，用化學(xué)耗氧量（COD）和生物耗氧量（BOD）表示，此外污水中還含有細(xì)菌和病毒。（1） 高效率脫硫脫硝一體裝置，能同時(shí)脫除煙氣中95%以上

14、的二氧化硫和高達(dá)70%的氮氧化物；輻射技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)和生物工程中的應(yīng)用；在輻射加工行業(yè)中，高分子輻射改性仍然是產(chǎn)值高、效益好的一個(gè)重要領(lǐng)域，它具有很高的附加值。（5） 煙氣變化的負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng)，能在數(shù)分鐘內(nèi)自動(dòng)調(diào)整裝置系統(tǒng)的工作狀態(tài)，滿足電站調(diào)峰和機(jī)組工況變化范圍寬等情況的需要。合適的輻照劑量約為0.輻射裝置：高能所研制的10MeV/15kW電子加速器的電子束我國(guó)輻射化學(xué)研究始于60年代，長(zhǎng)春應(yīng)化所和吉林輻化所合作研制，生產(chǎn)了我國(guó)第一代熱收縮管并已成功地應(yīng)用于我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星上。受不同吸收劑量的香菇，在輻照15天后的保鮮效果劑量在100到300戈瑞。抑制農(nóng)作物在貯存過程中發(fā)芽例如，當(dāng)吸收劑量

15、為200戈瑞時(shí)，水的溫度升高50。我國(guó)的煤炭含硫量較高，發(fā)電廠、冶煉廠等燒煤大戶釋放了大量二氧化硫和氮氧化物到空氣中，造成嚴(yán)重的酸雨和空氣污染。這種分子量和分子結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)致聚合物物理、力學(xué)等一系列性質(zhì)的有益變化，提高了高分子材料的質(zhì)量及應(yīng)用范圍。聚烯烴交聯(lián)后其性能得到明顯改善，其中最主要的是其熱穩(wěn)定性和絕緣性能。古人采用“密封自發(fā)氣調(diào)保鮮法”。27輻射防治害蟲1916年，Runner發(fā)現(xiàn)煙草甲經(jīng)X射線處理后，后代產(chǎn)生不育現(xiàn)象。1955年，Kniping等成功應(yīng)用輻射不育技術(shù)，對(duì)螺旋錐蠅的防治進(jìn)行了模式試驗(yàn)。最終使美國(guó)東南部螺旋錐蠅完全被消滅。世界各國(guó)已研究了100余種害蟲的輻射不育工作，對(duì)

16、20余種害蟲應(yīng)用了輻射不育治蟲技術(shù)，在某一區(qū)域已取得成功。利用核輻射在一定劑量范圍內(nèi)輻照害蟲，能導(dǎo)致害蟲不育，發(fā)生遺傳突變，甚至直接引起死亡。28輻射殺蟲輻射殺蟲即是利用電離輻射防治蟲害，其輻射效應(yīng)與劑量大小有關(guān)，其生物效應(yīng)在適當(dāng)劑量時(shí)導(dǎo)致昆蟲生殖細(xì)胞染色體易位，受到損害，使當(dāng)代受輻射的昆蟲部分喪失延續(xù)后代的能力并可遺傳到下一代，使下一代比當(dāng)代更不育，這種劑量稱為半不育劑量。高于這種劑量，使昆蟲當(dāng)代完全不育，稱為不育劑量。當(dāng)輻射劑量再提高時(shí)，害蟲就不能完成世代交替，而慢慢地死去，達(dá)到防治目的，這種劑量稱為緩期致死劑量。當(dāng)輻照劑量更高時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)直接殺死害蟲，這稱為致死劑量。29用輻射的方法

17、殺死昆蟲和寄生蟲使其喪失繁殖能力。用加速器產(chǎn)生的輻射處理糧食，可以殺蟲、滅卵、不霉變、延長(zhǎng)糧食保存期。例如，用100萬電子伏的加速器輻照谷物，一小時(shí)可輻照150噸，害蟲殺死率達(dá)100%。此外，調(diào)味香料、中草藥、保健食品、花生米、核桃等也可以輻照保存。30害蟲絕育斷代先培養(yǎng)出害蟲的幼蟲，給與輻射，其劑量可控，不妨害其成長(zhǎng)為成蟲，但變成了不育化。成蟲再交配時(shí)產(chǎn)出的卵孵不出幼蟲。日本撲滅瓜實(shí)蠅，墨西哥撲滅果蠅，我國(guó)撲滅大實(shí)蠅31雄性不育昆蟲的對(duì)比（左為正常雄蟲，右為不育雄蟲）雄性不育法 其不育雄蟲釋放為正常雄蟲的9倍，則正常雄蟲與正常雌蟲交配的概率為1/10。 32輻射不育治蟲技術(shù)原理第一代以后若釋

18、放與第一代同等數(shù)量的不育性雄蟲，則不育性雄蟲與正常雌蟲比例急劇增大，即正常雄蟲與正常雌蟲之間的交配概率急劇減小。第五代防治對(duì)象的種群就可以滅亡。33抑制農(nóng)作物在貯存過程中發(fā)芽土豆、洋蔥、大蒜貯存后，代謝作用仍進(jìn)行，過了休眠期，就會(huì)發(fā)芽、長(zhǎng)根。長(zhǎng)芽的土豆有毒性，不能使用。長(zhǎng)芽的洋蔥、大蒜變空也不能食用。用低的劑量照射時(shí)，可抑制芽細(xì)胞的發(fā)育和長(zhǎng)根，放到地窖貯存到來年夏天，拿出來還跟收獲時(shí)一樣新鮮。34小劑量刺激農(nóng)作物生產(chǎn)小劑量刺激作用的方法：（1）播種前照射種子（或塊莖等）（2）直接照射作物（3）用放射性礦物作為微量元素施入土壤三種方法中，播種前照射種子在生產(chǎn)上應(yīng)用方便，種子適合大規(guī)模的連續(xù)處理，

19、并且容易掌握各種處理參數(shù)（劑量，劑量分布均勻度，處理種子的純度、品質(zhì)和生理狀況等）。 35定義：在輻射作用下，低分子化合物的不飽和分子彼此連接形成具有高分子量的聚合物的化學(xué)過程，稱為輻射聚合。主要用來制備木制聚合物材料和水泥聚合物材料。制備的木制材料輻射劑量1015戈瑞，可耐火、防菌、防腐蝕。制備的水泥輻射劑量1015戈瑞，抗拉伸、扭曲、強(qiáng)度增大、滲水性低，在凍結(jié)-解凍循環(huán)中的耐寒性增強(qiáng)。 輻射聚合36輻射聚合隨著人民生活水平的提高，輻照消毒在食品加工中的作用將得到越來越廣泛認(rèn)識(shí)。食品輻照不加入化學(xué)藥物，常溫下用射線對(duì)食品做滅菌保鮮處理，小于10千戈瑞的劑量被認(rèn)為是安全的，不會(huì)產(chǎn)生放射性、不破

20、壞營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，沒有致病作用。電子輻照裝置產(chǎn)生的射線照射污泥，可殺死污泥中的細(xì)菌和病毒，阻止污泥中雜草種子發(fā)芽。輻射技術(shù)在保護(hù)和改善古文物中的應(yīng)用。隨著人民生活水平的提高，輻照消毒在食品加工中的作用將得到越來越廣泛認(rèn)識(shí)。廣義的輻射加工就是利用粒子束輻照物質(zhì)，物質(zhì)發(fā)生各種效應(yīng)。如交聯(lián)聚乙烯電線在90一1240C溫度下可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，而其介電常數(shù)也從2.輻射加工業(yè)70年代興起，80-90年開始代迅速發(fā)展，從輻射育種，輻射刺激生長(zhǎng)開始起步，逐漸擴(kuò)展到輻射保鮮，輻射高分子材料改性及合成，輻射殺蟲，輻射消毒滅菌，輻射治理三廢及輻射治療疾病等。三種方法中，播種前照射種子在生產(chǎn)上應(yīng)用方便，種子適合大規(guī)模的連續(xù)

21、處理，并且容易掌握各種處理參數(shù)（劑量，劑量分布均勻度，處理種子的純度、品質(zhì)和生理狀況等）。古人采用“密封自發(fā)氣調(diào)保鮮法”。節(jié)能、環(huán)保（無有毒有害氣體釋放）、高效率高輻射技術(shù)在保護(hù)和改善古文物中的應(yīng)用。所消毒的醫(yī)療器件達(dá)幾十種，包括注射器、橡膠手套、靜脈導(dǎo)管、縫合線等。用輻射的方法殺死昆蟲和寄生蟲使其喪失繁殖能力。（2） 不產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染物，避免了相應(yīng)廢水和固體廢棄物的建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用；Electron BeamEA-FGD技術(shù)可廣泛應(yīng)用于燃煤電站、化工、冶金、建材等行業(yè)。高于這種劑量，使昆蟲當(dāng)代完全不育，稱為不育劑量。不少國(guó)家的政府也立法承認(rèn)了這一結(jié)論，為輻照食品商業(yè)化推廣掃清了障

22、礙。DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后存在一系列修復(fù)工程只有當(dāng)修復(fù)無效或修復(fù)發(fā)生誤差時(shí)才能產(chǎn)生突變。37 聚烯烴絕緣材料輻射交聯(lián)改性 聚合物接受電離輻射能會(huì)產(chǎn)生一系列化學(xué)變化，其中最主要的是分子鏈的交聯(lián)與降解。 交聯(lián)即聚合物中性分子以化學(xué)鍵聯(lián)系在一起，增大了分子量。交聯(lián)程度不斷增加導(dǎo)致形成凝膠，即不溶于任何溶劑也不能熔融的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 降解則是打斷分子鏈?zhǔn)狗肿恿繙p少。 上述兩種變化都是無規(guī)則而且是同時(shí)發(fā)生的。以交聯(lián)為主的聚合物，如聚乙烯、天然橡膠是交聯(lián)型，以降解為主的聚合物，如聚四氟乙烯、棉纖維素則是降解型。 這種分子量和分子結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)致聚合物物理、力學(xué)等一系列性質(zhì)的有益變化，提高了高分子材料的質(zhì)量及應(yīng)用

23、范圍。分子交聯(lián)引起聚合物性能優(yōu)化更具有實(shí)用性，而輻照法常優(yōu)于化學(xué)法。 38聚合物的輻射交聯(lián)輻射交聯(lián)聚乙烯39 輻射交聯(lián)電線電纜 聚烯烴交聯(lián)后其性能得到明顯改善，其中最主要的是其熱穩(wěn)定性和絕緣性能。如交聯(lián)聚乙烯電線在90一1240C溫度下可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，而其介電常數(shù)也從2.3降至2.0。 聚烯烴交聯(lián)方法通常以過氧化物化學(xué)法（CV）和硅烷烴交聯(lián)法（SV）為主。60年代發(fā)展了輻射交聯(lián)法，它在很多方面優(yōu)于化學(xué)法。輻照法的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在基材多（化學(xué)法則僅限于低密度聚乙烯和橡膠），產(chǎn)品性能好、交聯(lián)速度快、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。但由于加速器較貴，所以一次性投資較高。 輻射交聯(lián)產(chǎn)品優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、宇宙飛

24、船、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等家用電器。美國(guó)通訊電線已有90%使用聚乙烯輻射交聯(lián)電線。美國(guó)ITT公司生產(chǎn)的各種規(guī)格的阻燃型電線電纜已廣泛用于海上石油平臺(tái)。40 現(xiàn)狀與前景 在輻射加工行業(yè)中，高分子輻射改性仍然是產(chǎn)值高、效益好的一個(gè)重要領(lǐng)域，它具有很高的附加值。目前全世界總產(chǎn)值約接近200億美元。其中70%一80%是電線電纜和熱收縮絕緣材料輻射交聯(lián)作出的貢獻(xiàn)。 我國(guó)輻射交聯(lián)電線電纜的研究與開發(fā)有較好的基礎(chǔ)。但產(chǎn)品的種類、規(guī)格、性能、數(shù)量等方面遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。一些特殊規(guī)格的電線電纜還需靠進(jìn)口補(bǔ)充1988年花費(fèi)1.2億元，1990年7億元而到1994年需高達(dá)10億元，可以看出輻射交線電纜的開發(fā)在國(guó)內(nèi)的還是

25、一個(gè)重要的領(lǐng)域。41 輻射交聯(lián)熱收縮材料記憶效應(yīng)與熱收縮材料 聚乙烯等結(jié)晶型高分子材料經(jīng)輻射交聯(lián)后加熱到熔點(diǎn)以上時(shí)呈現(xiàn)高彈態(tài)。若此時(shí)將它用外力擴(kuò)張則冷卻定型后仍能保持此擴(kuò)張狀態(tài)。除去外力并將冷卻定型的這種材料再加熱到結(jié)晶熔化溫度，它可重新收縮恢復(fù)到原來的狀態(tài)，徑向收縮率可達(dá)40%，這一現(xiàn)象被稱作記憶效應(yīng)。40年代初英國(guó)學(xué)者Charlesby首先發(fā)現(xiàn)的這個(gè)重要現(xiàn)象，并開發(fā)了一種新型形狀記憶材料。降低COD和BOD，殺死細(xì)菌和病毒。世界各國(guó)已研究了100余種害蟲的輻射不育工作，對(duì)20余種害蟲應(yīng)用了輻射不育治蟲技術(shù)，在某一區(qū)域已取得成功。副產(chǎn)物收集器收集生成的硫酸氨和硝酸氨微粒，凈化后煙氣經(jīng)由原煙囪

26、排放。也可以處理飲用水，比常規(guī)的氯氣、臭氧、紫外線等方法方便、簡(jiǎn)單、花費(fèi)少。內(nèi)照射：指放射性元素引入到植物的組織細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行照射。輻射技術(shù)在保護(hù)和改善古文物中的應(yīng)用。熱收縮材料不僅種類繁多，每種材料還需要不同規(guī)格高度自動(dòng)化：自動(dòng)控制和傳輸例如，當(dāng)吸收劑量為200戈瑞時(shí)，水的溫度升高50。先培養(yǎng)出害蟲的幼蟲，給與輻射，其劑量可控，不妨害其成長(zhǎng)為成蟲，但變成了不育化。高于這種劑量，使昆蟲當(dāng)代完全不育，稱為不育劑量。一些特殊規(guī)格的電線電纜還需靠進(jìn)口補(bǔ)充1988年花費(fèi)1.三種方法中，播種前照射種子在生產(chǎn)上應(yīng)用方便，種子適合大規(guī)模的連續(xù)處理，并且容易掌握各種處理參數(shù)（劑量，劑量分布均勻度，處理種子的純度、

27、品質(zhì)和生理狀況等）。熱收縮材料的應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)狀與發(fā)展其不育雄蟲釋放為正常雄蟲的9倍，則正常雄蟲與正常雌蟲交配的概率為1/10。目前已應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，并形成相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力和水平。世界主要國(guó)家人工誘變作物品種數(shù)目日本撲滅瓜實(shí)蠅，墨西哥撲滅果蠅，我國(guó)撲滅大實(shí)蠅輻射殺蟲即是利用電離輻射防治蟲害，其輻射效應(yīng)與劑量大小有關(guān)，其生物效應(yīng)在適當(dāng)劑量時(shí)導(dǎo)致昆蟲生殖細(xì)胞染色體易位，受到損害，使當(dāng)代受輻射的昆蟲部分喪失延續(xù)后代的能力并可遺傳到下一代，使下一代比當(dāng)代更不育，這種劑量稱為半不育劑量。42 熱收縮材料的應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)狀與發(fā)展 熱收縮材料應(yīng)用范圍很廣，熱收縮材料的應(yīng)用范圍包括電力工業(yè)（電力電纜附件、絕緣

28、包復(fù)帶、電纜封躁等）、通訊電纜附件及石油管道、軍事工業(yè)及電子工業(yè)（細(xì)管直管、雙壁管、異型件、焊接管等），以及包裝工業(yè)用熱收縮膜。熱收縮材料不僅種類繁多，每種材料還需要不同規(guī)格 我國(guó)輻射化學(xué)研究始于60年代，長(zhǎng)春應(yīng)化所和吉林輻化所合作研制，生產(chǎn)了我國(guó)第一代熱收縮管并已成功地應(yīng)用于我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星上。目前已應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，并形成相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力和水平。43典型輻射交聯(lián)高分子材料配方44輻射硫化：主要針對(duì)橡膠制品，如輪胎、膠帶、醫(yī)用導(dǎo)管等，用射線在常溫下實(shí)現(xiàn)硫化，使材料有好的耐熱性，高溫下抗老化，更好的耐磨性。比化學(xué)硫化方法時(shí)間短、能耗少、環(huán)保。45涂料輻射固化： 輻射固化用的涂料的主要成分為

29、不飽和的低聚物，調(diào)節(jié)粘度的溶劑也是不飽和的乙烯單體，引發(fā)其聚合、交聯(lián)反應(yīng)的是紫外線或電子束，使涂料在常溫下迅速固化成膜的技術(shù)。統(tǒng)稱輻射固化。輻射技術(shù)在保護(hù)和改善古文物中的應(yīng)用。 出土文物的消毒、凈化，出土木器和陶器的固化和定型等。46聚合物的輻射降解輻射交聯(lián)的逆過程應(yīng)用遠(yuǎn)景之一是污水的凈化 表面活性物質(zhì)的高穩(wěn)定性，輻射可以使其降解為較輕的較易排出的物質(zhì)。節(jié)能、環(huán)保（無有毒有害氣體釋放）、高效率高我國(guó)的煤炭含硫量較高，發(fā)電廠、冶煉廠等燒煤大戶釋放了大量二氧化硫和氮氧化物到空氣中，造成嚴(yán)重的酸雨和空氣污染。劑量在100到300戈瑞。Electron Beam2億元，1990年7億元而到1994年需

30、高達(dá)10億元，可以看出輻射交線電纜的開發(fā)在國(guó)內(nèi)的還是一個(gè)重要的領(lǐng)域。輻照是冷消毒，不會(huì)改變食品風(fēng)味；輻射消毒的基礎(chǔ)是電離輻射的殺滅致病微生物的能力，“滅菌保證水平”是一個(gè)重要概念。輻射改性聚烯烴絕緣材料，如電纜、熱收縮材料產(chǎn)生粒子束的設(shè)備：加速器、反應(yīng)堆、離子注入機(jī)、副產(chǎn)物收集器收集生成的硫酸氨和硝酸氨微粒，凈化后煙氣經(jīng)由原煙囪排放。我國(guó)輻射化學(xué)研究始于60年代，長(zhǎng)春應(yīng)化所和吉林輻化所合作研制，生產(chǎn)了我國(guó)第一代熱收縮管并已成功地應(yīng)用于我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星上。輻射育種歸于誘變育種范疇它可以定義為利用電離輻射處理作物種子、花粉或植株等材料，誘使遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致有關(guān)性狀的變異，然后通過選擇和培育

31、使有益的變異遺傳下去，達(dá)到改良和創(chuàng)造新品種的目的。環(huán)氧乙烷是一種誘變劑，排出室外會(huì)造成環(huán)境污染，及殘留物對(duì)人體有害，近年來有衰落趨勢(shì)。粒子束種類：電子束、中子、射線、UV、激光、電離輻射具有明顯的生物效應(yīng)，吸收不同劑量在生物體內(nèi)引起不同的效果。一些特殊規(guī)格的電線電纜還需靠進(jìn)口補(bǔ)充1988年花費(fèi)1.15天后，對(duì)照組開始變黑。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）對(duì)推動(dòng)食品輻照起了促進(jìn)作用，成立了關(guān)于輻照料食品健康問題的聯(lián)合專家委員會(huì)。日本撲滅瓜實(shí)蠅，墨西哥撲滅果蠅，我國(guó)撲滅大實(shí)蠅其中70%一80%是電線電纜和熱收縮絕緣材料輻射交聯(lián)作出的貢獻(xiàn)。47輻射降解的聚

32、四氟乙烯粉末添加到潤(rùn)滑油中可大大降低摩擦，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；聚四氟乙烯粉末添加到低密度聚乙烯中可顯著提高其電學(xué)、力學(xué)、熱老化等性能。 輻射降解目前研究較多的領(lǐng)域是天然材料的輻射降解。棉纖維輻射降解產(chǎn)物是重要的炸藥原材料，比傳統(tǒng)的棉纖維硝化技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，抑制了酯化工藝中伴隨聚合物分子量的降低而導(dǎo)致的氧化，硝化時(shí)不使用硫酸，提高了炸藥的安全性 木、草等纖維經(jīng)過輻照降解成糖，甚至是乙醇 ，海洋生物的殼輻射降解48強(qiáng)流電子束在物質(zhì)中的熱效應(yīng)輻照可使物體吸收能量從而升溫。例如，當(dāng)吸收劑量為200戈瑞時(shí)，水的溫度升高50。與金屬作用49對(duì)金屬熱處理電子束熔煉 對(duì)于鈮、鉭等高熔點(diǎn)金屬很有價(jià)值，可獲得高

33、純金屬。50電子束焊接 可最大程度降低能耗和工件的溫度變形，使難以焊接的兩種金屬材料接合在一起。廣泛用于航空與空間技術(shù)中焊接鈦與鈦合金工件。51電子束鉆孔 可在硬材料工件，如軸承和金屬?zèng)_壓模具上鉆孔，鉆孔時(shí)，加工件放在真空裝置中，束流能量在150200keV，功率在15kW左右。52醫(yī)療用品的消毒方法可分為: 加熱消毒法；環(huán)氧乙烷（Eto）氣體的化學(xué)消毒法；輻射消毒法。 環(huán)氧乙烷是一種誘變劑，排出室外會(huì)造成環(huán)境污染，及殘留物對(duì)人體有害，近年來有衰落趨勢(shì)。 輻照法卻由于節(jié)能安全無污染，消毒徹底而有較快發(fā)展。所消毒的醫(yī)療器件達(dá)幾十種，包括注射器、橡膠手套、靜脈導(dǎo)管、縫合線等。 輻照法所用輻射源主要

34、是60Co核素源的射線，最近有使用10MeV以下高能電子束的趨向。產(chǎn)品經(jīng)24kGy劑量輻照即可達(dá)到消毒的要求。醫(yī)療用品的輻射消毒5354 輻射滅菌的劑量標(biāo)準(zhǔn) 輻射消毒的基礎(chǔ)是電離輻射的殺滅致病微生物的能力，“滅菌保證水平”是一個(gè)重要概念。 在輻射消毒中，樣品接受多大劑量才能達(dá)到“無菌保證水平”呢？這個(gè)值可用下列公式計(jì)算。 式中：SD為達(dá)到“滅菌保證水平”所需劑量；No、N為輻射滅菌前樣品中初始污染菌數(shù)和滅菌處理后樣品中污染菌的存活數(shù)；D10為樣品中細(xì)菌減少到原始數(shù)量1/10所需劑量。55三廢處理隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，廢水、廢氣、和廢物的數(shù)量與資源的消耗量也急劇上升。保護(hù)環(huán)境、保護(hù)

35、人類賴以生存的地球和節(jié)約資源，已成為世界各國(guó)政府和公眾共同的呼聲。廢氣廢水污泥56全世界每年排入大氣中的有害氣體有幾億噸，帶來了環(huán)境污染和酸雨危害。我國(guó)火力發(fā)電占75%，大部分燒煤。我國(guó)的煤炭含硫量較高，發(fā)電廠、冶煉廠等燒煤大戶釋放了大量二氧化硫和氮氧化物到空氣中，造成嚴(yán)重的酸雨和空氣污染。煙道廢氣現(xiàn)在多用化學(xué)法處理，運(yùn)行費(fèi)用高，效果差。電子加速器輻射治理煙道廢氣是一種環(huán)保的新技術(shù)。這些生物效應(yīng)包括促進(jìn)生長(zhǎng)、減緩生長(zhǎng)、遺傳變異、消毒、生命功能終止等。環(huán)氧乙烷是一種誘變劑，排出室外會(huì)造成環(huán)境污染，及殘留物對(duì)人體有害，近年來有衰落趨勢(shì)。處理過的污泥可作為肥料或家畜的輔助飼料，也可用作建筑材料鋪路等

36、。在輻射加工行業(yè)中，高分子輻射改性仍然是產(chǎn)值高、效益好的一個(gè)重要領(lǐng)域，它具有很高的附加值。由于傳統(tǒng)擴(kuò)散技術(shù)的局限性，現(xiàn)代工藝大量使用離子注入。原理和核心是輻射化學(xué)、利用的是輻射效應(yīng)隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，廢水、廢氣、和廢物的數(shù)量與資源的消耗量也急劇上升。節(jié)能、環(huán)保（無有毒有害氣體釋放）、高效率高EA-FGD技術(shù)采用煙氣調(diào)質(zhì)、加氨、電子束輻射和副產(chǎn)物收集的工藝流程。交聯(lián)即聚合物中性分子以化學(xué)鍵聯(lián)系在一起，增大了分子量。傳輸系統(tǒng) 、劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 、控制室其中，“魯棉1號(hào)”棉花、“原豐早”水稻、“鐵豐18號(hào)”大豆等項(xiàng)目獲國(guó)家發(fā)明一等獎(jiǎng)。工業(yè)三廢的輻射凈化等。這種分子量和分子結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)

37、致聚合物物理、力學(xué)等一系列性質(zhì)的有益變化，提高了高分子材料的質(zhì)量及應(yīng)用范圍。放射源（鈷源）、紫外光設(shè)備、激光器方法：將鮮肉塊切成半公分厚的薄片，用塑料薄膜包好分成6組，分別用0.目的是降低食品中的微生物及其他細(xì)菌數(shù)量，出土文物的消毒、凈化，出土木器和陶器的固化和定型等。輻射加工業(yè)70年代興起，80-90年開始代迅速發(fā)展，從輻射育種，輻射刺激生長(zhǎng)開始起步，逐漸擴(kuò)展到輻射保鮮，輻射高分子材料改性及合成，輻射殺蟲，輻射消毒滅菌，輻射治理三廢及輻射治療疾病等。由于受目前實(shí)驗(yàn)條件的限制：傳送系統(tǒng)比較簡(jiǎn)陋，輻照劑量的控制與檢測(cè)精度不夠好等原因，輻照保鮮的效果暫時(shí)難于定量描述，但初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)可以看出：

38、電子束食品輻照，保鮮效果明顯，貨架壽命有大的提高，具有很大的應(yīng)用前景和社會(huì)效益。57 電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)是我國(guó)核技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的典型應(yīng)用，是軍轉(zhuǎn)民工作的重要成果。該技術(shù)利用電子加速器產(chǎn)生的電子束輻照含二氧化硫和氮氧化物的煙氣，同時(shí)投加氨脫除劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中二氧化硫和氮氧化物脫除。EA-FGD技術(shù)實(shí)現(xiàn)了硫氮資源的綜合利用和自然生態(tài)循環(huán)，是一項(xiàng)綠色的資源化綜合利用煙氣凈化技術(shù)，代表了煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展方向。EA-FGD技術(shù)可廣泛應(yīng)用于燃煤電站、化工、冶金、建材等行業(yè)。電子束煙氣脫硫58電子束氨法煙氣脫硫脫硝技術(shù)原理圖59 EA-FGD技術(shù)采用煙氣調(diào)質(zhì)、加氨、電子束輻射和副產(chǎn)物收集的工藝流程

39、。 裝置主要由煙氣調(diào)質(zhì)塔、電子加速器、副產(chǎn)物收集器、氨站、控制系統(tǒng)和輔助裝置構(gòu)成。 煙氣通過煙氣調(diào)質(zhì)塔調(diào)節(jié)煙氣的溫度和濕度，然后流經(jīng)反應(yīng)器，在反應(yīng)器中，煙氣中SO2和NO2在電子加速器產(chǎn)生的電子束作用下，同NH3反應(yīng)得到去除。 副產(chǎn)物收集器收集生成的硫酸氨和硝酸氨微粒，凈化后煙氣經(jīng)由原煙囪排放。整個(gè)裝置在DCS控制系統(tǒng)的管理下工作。 工藝流程60電子束氨法煙氣脫硫脫銷技術(shù)工藝流程圖61（1） 高效率脫硫脫硝一體裝置，能同時(shí)脫除煙氣中95%以上的二氧化硫和高達(dá)70%的氮氧化物；（2） 不產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染物，避免了相應(yīng)廢水和固體廢棄物的建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用；（3） 副產(chǎn)物是硫酸銨和硝酸銨，可

40、用作優(yōu)質(zhì)化肥，實(shí)現(xiàn)了氮硫資源的綜合利用和自然生態(tài)循環(huán)；（4） 是一種較為經(jīng)濟(jì)的煙氣脫硫脫硝方法，更適用于高硫煤機(jī)組脫硫，煤炭含硫量越高運(yùn)行費(fèi)用越低。如果計(jì)算副產(chǎn)物收益及使用高硫煤節(jié)約費(fèi)用，其運(yùn)行費(fèi)用極低甚至可以抵消運(yùn)行費(fèi)用；（5） 煙氣變化的負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng)，能在數(shù)分鐘內(nèi)自動(dòng)調(diào)整裝置系統(tǒng)的工作狀態(tài)，滿足電站調(diào)峰和機(jī)組工況變化范圍寬等情況的需要。 技術(shù)特點(diǎn)62廢水處理廢水中含有許多化學(xué)氧化劑和生物氧化劑物質(zhì)，消耗水中的氧，用化學(xué)耗氧量（COD）和生物耗氧量（BOD）表示，此外污水中還含有細(xì)菌和病毒。輻射可以處理造紙、印染等工業(yè)廢水和城市污水。降低COD和BOD，殺死細(xì)菌和病毒。也可以處理飲用水，比

41、常規(guī)的氯氣、臭氧、紫外線等方法方便、簡(jiǎn)單、花費(fèi)少。63污泥處理下水道、河床、污水處理廠存在大量污泥，污染環(huán)境，影響人類健康。電子輻照裝置產(chǎn)生的射線照射污泥，可殺死污泥中的細(xì)菌和病毒，阻止污泥中雜草種子發(fā)芽。處理過的污泥可作為肥料或家畜的輔助飼料，也可用作建筑材料鋪路等。64離子注入技術(shù)由于傳統(tǒng)擴(kuò)散技術(shù)的局限性，現(xiàn)代工藝大量使用離子注入。離子注入機(jī)是一種特殊的加速器，用來加速雜質(zhì)粒子，使它們能穿透硅晶體達(dá)到幾微米的深度，在半導(dǎo)體工業(yè)中使用非常廣泛。65 加速器輻照加工劑量在100到300戈瑞。方法：將鮮肉塊切成半公分厚的薄片，用塑料薄膜包好分成6組，分別用0.原理和核心是輻射化學(xué)、利用的是輻射效

42、應(yīng)輻射滅菌的劑量標(biāo)準(zhǔn)也可以處理飲用水，比常規(guī)的氯氣、臭氧、紫外線等方法方便、簡(jiǎn)單、花費(fèi)少。輻射技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)和生物工程中的應(yīng)用；離子注入機(jī)是一種特殊的加速器，用來加速雜質(zhì)粒子，使它們能穿透硅晶體達(dá)到幾微米的深度，在半導(dǎo)體工業(yè)中使用非常廣泛。所消毒的醫(yī)療器件達(dá)幾十種，包括注射器、橡膠手套、靜脈導(dǎo)管、縫合線等。由于受目前實(shí)驗(yàn)條件的限制：傳送系統(tǒng)比較簡(jiǎn)陋，輻照劑量的控制與檢測(cè)精度不夠好等原因，輻照保鮮的效果暫時(shí)難于定量描述，但初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)可以看出：電子束食品輻照，保鮮效果明顯，貨架壽命有大的提高，具有很大的應(yīng)用前景和社會(huì)效益。廣義的輻射加工就是利用粒子束輻照物質(zhì)，物質(zhì)發(fā)生各種效應(yīng)。出土文物的消毒、凈化，出土木器和陶器的固化和定型等。但產(chǎn)品的種類、規(guī)格、性能、數(shù)量等方面遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。我國(guó)的煤炭含硫量較高，發(fā)電廠、冶煉廠等燒煤大戶釋放了