核輻射應用技術

誘變育種概念

利用物理、化學因素誘導植物的遺傳特性發(fā)生變異，根據育種目標要求，對突變體進行選擇和鑒定，直接或間接地培育成生產上有利用價值的新品種的育種途徑。第1頁/共106頁成就新品種及應用

據FAO／IAEA突變品種數據庫最新統(tǒng)計，到2009年9月底，有60多個國家在170多種植物上育成并通過商業(yè)注冊的植物突變品種總數已達3088個，其中突變體直接利用品種1984個，占突變品種總數的64．2％。

我國已累計在45種植物上培育出802個植物突變品種，占國際同期育成植物突變品種總量的1／4強、國內同期各種方法培育成新品種總數的8．6％，種植面積約占全國推廣良種種植面積的10％，最大年種植面積達到900萬hm2。第2頁/共106頁新種質及利用

與誘發(fā)突變品的直接利用相比，誘變創(chuàng)生的種質資源的利用價值則更大。利用誘變手段幾乎可以實現(xiàn)對植物所有重要性狀的改良，如生育期、株型結構、抗耐逆境、籽粒與營養(yǎng)品質和產量潛力等。

輻射突變種質資源在品種培育和功能基因組等基礎研究中發(fā)揮著重要作用。突變體基因資源不僅對定位和克隆未知基因具重要意義，對研究已知相關基因的結構與功能也有重要價值。第3頁/共106頁特點提高突變率,擴大變異譜自然突變頻率低,輻射可增大突變頻率1000倍左右，誘發(fā)全新類型，迅速豐富基因庫，擴大選擇范圍。適于改良品種的個別單一性狀對親本輻射誘導點突變，可改變某一缺餡，提高其綜合性狀,如作物的抗逆性誘變。育種程序簡單,年限短第4頁/共106頁打破不良基因連鎖,促進有利基因重組克服遠緣雜交不親和性

通過照射花粉，可克服不親合性，提高結實率，使遠緣雜交成功。其他獨特用途

如促進孤雌生殖；誘發(fā)染色體結構變異創(chuàng)造不育性或無籽果實；誘發(fā)體細胞突變，創(chuàng)造果樹及無性繁殖植物的新品種等。誘變的方向和性質難以控制在一個突變體中，很難出現(xiàn)多個理想性狀的變異。第5頁/共106頁類型誘變常用的輻射類型電離輻射非電離輻射微粒輻射電磁輻射紫外線

不帶電粒子帶電粒子射線射線

中子質子粒子粒子第6頁/共106頁第7頁/共106頁其他最新技術激光輻照誘變輻照源為2000-10000A°激光。離子注入誘變：輻照源為加速器產生的各類粒子束流。空間誘變育種

通過返回式衛(wèi)星或高空氣球(30-40km)搭載，利用空間的特殊環(huán)境進行誘變的途徑。第8頁/共106頁航天葫蘆第9頁/共106頁航椒1號航茄2號第10頁/共106頁

機理

在分子水平上，誘變機理研究主要圍繞DNA損傷、修復及其與突變形成的關系進行的。

輻射可使A-T，C-G之間的氫鍵斷裂；DNA鏈中糖與磷酸基之間發(fā)生斷裂;DNA上相鄰胸腺嘧啶之間形成二聚體；DNA鏈的斷裂和交聯(lián)。

DNA損傷后，若發(fā)生錯誤修復，并在復制過程將其保留，則形成突變。第11頁/共106頁染色體畸變

指染色體數目的增減或結構的改變。因此，染色體畸變可分為數目畸變和結構畸變兩大類。

數目畸變

1）單體性二倍體細胞的某同源染色體只有一個而不是兩個的現(xiàn)象，即2n-1。2）缺體性二倍體生物的體細胞缺失了某一對同源染色體的現(xiàn)象，即2n-2。

3）三體性二倍體細胞的某同源染色體為三個的現(xiàn)象，即2n+1。

4）多體性二倍體細胞的某同源染色體的數目在三個以上的現(xiàn)象。第12頁/共106頁

結構畸變

在射線作用下，染色體斷裂的頻率增加，斷裂后的染色體重新連接，產生四種結構變異染色體缺失丟失了帶有基因的片段。重復染色體個別節(jié)段的增加。倒位染色體的某一節(jié)段發(fā)生斷裂后，倒轉180°又重新連結起來。易位非同源染色體之間交換片段。

第13頁/共106頁第14頁/共106頁第15頁/共106頁第16頁/共106頁第17頁/共106頁基因突變分子機制:基因相當于染色體上的一點，稱為位點(1ocus)。

一個位點還可以分成許多基本單位，稱為座位(site)。

一個座位一般指一個核苷酸對，其中一個堿基發(fā)生改變可能產生一個突變。

所以，突變就是基因內不同座位的改變。

一個基因內不同座位的改變形成許多等位基因復等位基因。第18頁/共106頁第19頁/共106頁突變類型

轉換同型間T→C堿基替換

取代突變顛換異型間A→C

堿基倒位基因突變

堿基缺失ATCGAT→ATGAT

移碼突變

堿基插入ATCGAT→ATCGGAT第20頁/共106頁第21頁/共106頁外照射

指被照射植物材料置于外部輻射源接受照射的方法。這種方法簡便，在誘變育種中比較常用。鈷室鈷圃方法第22頁/共106頁3．誘變機理：

⑴.自發(fā)突變：

①由宇宙射線或環(huán)境中的其它天然誘變因素引起；

②由于正常細胞中酶出“差錯”在內部形成能起誘變

作用的代謝產物改變DNA分子的結構。

③重組本身不對等交換，也能產生可遺傳變異。

果蠅：16A區(qū)段16A重復棒眼

第23頁/共106頁

根據照射時間的長短，分為急性照射和慢性照射。

急性照射指采用較高的劑量率進行短時間處理。慢性照射是在長時間內進行低劑量率的緩慢照射。材料在慢照射時較急照射時的損傷輕,形態(tài)畸變少,且誘變效果穩(wěn)定。

照射材料包括：種子、球莖、塊莖、鱗莖、花粉、植株等。第24頁/共106頁內照射

將放射性核素引入植物體內，在體內進行照射。其具有劑量低、持續(xù)時間長、多數植物可在生育階段進行處理等優(yōu)點，但操作和管理較麻煩，目前已很小應用。第25頁/共106頁程序□處理材料的選擇

□劑量和劑量率的選擇

□誘變處理和的栽培選育

□突變體的篩學與鑒定第26頁/共106頁處理材料的選擇綜合性狀良好，只存在個別缺點的品種雜交材料單倍體多倍體第27頁/共106頁

處理部位的選擇可處理干種子,濕種子,萌動種子,應用較多的是處理干種子。

優(yōu)點是很少產生嵌合體

一旦獲得好的突變體,就可直接繁殖利用。有時可誘發(fā)孤雌生殖

1.種子2.完整植株3.花粉4.子房5.合子6.營養(yǎng)器官7.組織培養(yǎng)物第28頁/共106頁劑量和劑量率的選擇作物的因素對輻射的敏感性。測定輻射敏感性的指標：生長受抑制的程度

半致矮劑量(D50)植株成活率

致死劑量（LD100）輻射引起植株全部死亡劑量。

半致死劑量（LD50）輻射引起50%植株死亡劑量。

臨界劑量

輻射后植株存活40%的劑量。第29頁/共106頁植株不育程度（不育株%）幼苗根尖和幼芽細胞分裂時染色體畸變率以細胞分裂間期細胞體積、染色體體積作指標。第30頁/共106頁第31頁/共106頁對輻射敏感性的差異

1）不同科、屬、種、品種敏感性不同

豆科>禾本科>十字花科

2）不同倍數植物敏感性不同

二倍體>多倍體

3）不同器官、組織、細胞、成分敏感性不同

植株>種子；根>葉；分生組織>其它組織

性細胞>體細胞；卵細胞>花粉細胞

4）不同發(fā)育時期、不同生理狀態(tài)輻照敏感性不同

幼齡植株>老齡植株；

未成熟種子>成熟種子；萌動芽>休眠芽。

第32頁/共106頁環(huán)境因素

影響輻射效應的環(huán)境因素。□氧效應：在有氧條件下能顯著增加輻射的敏感性?！跛中寒敺N子含水量增加到使種子萌動的程度時，對輻射的敏感性急劇增加。□溫度：輻射敏感性隨輻照時溫度的降低而減弱。化學因素輻射敏化劑抑制染色體的擴散,如EDTA，抑制損傷的修復,如咖啡因；輻射保護劑有利于損傷恢復，降低輻射生物學效應的物質，如酪氨酸苯丙氨酸色氨酸。物理因素主要射線種類、劑量率、照射方式等對植物輻射敏感性的影響。第33頁/共106頁誘變劑量的確定原則誘變效應與劑量成正比關系，劑量過高存活率太低，或染色體畸變較多，過低則突變率太低。原則：□活：后代要有一定的成活植株。□變：在成活植株中，有較大的變異效應?！鮾?yōu)：產生的變異有較多的有利突變。第34頁/共106頁誘變處理后的選育無性繁殖園藝作物后代選擇特點□存在嵌合體；□處理群體?。弧踉u選優(yōu)良基因型需要時間長。方法□分離繁殖法□短截修剪法□不定芽法第35頁/共106頁有性繁殖園藝作物后代選擇誘變一代M1

經過誘變處理的種子或營養(yǎng)器官所長成的植株或直接處理的植株。M1的種植與選擇按不同處理點播或稀條播，如果處理的是種子，多采用密植；M1的選擇，原因：M1存在著生物學損傷，植株生長較差。突變往往發(fā)生在個別細胞中，植株是由變異和不變異的細胞組成的嵌合體。突變多是隱性突變，形態(tài)上不易顯露出來。

第36頁/共106頁誘變二代M2M2的種植：根據收獲種子的方式按處理點播M2的選擇：是選擇的關鍵世代，根據育種目標多采用單株選擇法。M3及以后世代的種植與選擇種植：入選突變株種成株行。選擇：穩(wěn)定的株行可混收，分離的株行繼續(xù)選株。第37頁/共106頁

突變體鑒定和選擇形態(tài)鑒定細胞學鑒定DNA分子標記與突變體的篩選和鑒定

目測或借助于簡單工具進行觀察、記載、考種

鑒定染色體的結構變異,用材料的初生根

通過分析DNA標記，間接對某些農藝性狀進行選擇

第38頁/共106頁提高誘變育種效率的方法衡量誘變效果的指標突變率某一突變類型個體數占調查群體總數。誘變效率

第39頁/共106頁工藝及技術手段選擇適宜的育種材料。確定適宜的誘變劑和誘變劑量。采用適宜的處理生育期?？刹捎镁C合誘變處理。與其它育種方法相結合。第40頁/共106頁展望與雜交育種結合將突變性狀轉到另一品種，突變體之間雜交可以產生更優(yōu)良的品種。與組織培養(yǎng)結合

誘變處理組織和細胞的離體培養(yǎng)，有助于發(fā)現(xiàn)、分立和培育突變體。與遠緣雜交結合

通過花粉處理，可克服不親合性，提高結實率，使遠緣雜交成功。與分子標記結合

DNA標記用于突變體的篩選和鑒定。第41頁/共106頁食品輻照保藏概念

利用電離輻射照射的殺蟲、滅菌、抑制發(fā)芽、抑制成熟作用，通過輻照以減少食品貯存和運耗損，延長貨架期，提高食品的衛(wèi)生品質的食品加工技術。特點優(yōu)點

殺菌殺蟲徹底，劑量可根據需要進行調節(jié)。在劑量（＜5kGy）照射不會使食品發(fā)生感官上的明顯變化。高劑量（>10kGy）照射，食品中總的化學變化也很微小，沒有感生放射性。沒有非食品物質殘留。第42頁/共106頁第43頁/共106頁優(yōu)點

產生的熱量可忽略不計，保持食品原有的特性和風味。放射線穿透能力強、均勻，對其輻照過程可準確控制。對包裝無嚴格要求，并可連帶包裝照射，避免二次污染。第44頁/共106頁缺點殺菌劑量的照射下，酶一般不能完全被鈍化。經輻照處理，食品的化學變化雖然在量上是微乎其微的，但敏感性強的食品經高劑量照射可能發(fā)生感官性質的變化。這些變化是因游離基的作用而產生的。第45頁/共106頁應用進出口水果及農畜產品的輻照檢疫處理；低質酒類輻照改性；干果、脫水蔬菜和肉類輻照殺蟲；調味品的輻照滅菌；中藥材的滅菌和殺蟲；輻照處理和其他保藏處理方法綜合應用的研究。第46頁/共106頁第47頁/共106頁第48頁/共106頁

安全

○感生放射性感生放射性的產生與使用輻照劑量有關。射線能量了只有達到一定閾值后,才能使被照物質產生感生放射性。目前應用于食品輻照的放射源幾乎都是Co-60和Cs-137的γ射線和電子加速器為能源的食品輻射能量都遠低于產生感生射線的能量閾值。因此輻照食品本身不會產生感生放射性。

○放射性沾染輻照食品本身不存在放射性物質沾染問題。輻照時,輻射源密閉于多層鋼管內不會泄漏,只是以輻射照射食品，因此，不存在放射性物質沾染的可能。

○毒理性指標大量的物毒理試驗表明，在通常照射劑量下,食物未出現(xiàn)致畸、致突變與致癌反應。WHO及FAO于1980年正式提出了“經小于10KGy劑量輻射的任何食品,都沒有毒理方面的問題,沒有必要再進行毒理學試驗”的結論。

參見：張偉.關于參加在美國舉辦的用輻照技術確保食品微生物安全培訓的報告.口岸衛(wèi)生控制,2003,8(2)第49頁/共106頁工業(yè)用食品輻照裝置是以輻射源為核心，并配有嚴格的安全防護設施和自動輸送、報警系統(tǒng)。

設施

第50頁/共106頁食品輻照的生物學效應生物學效應指輻射對生物體如微生物、病毒、昆蟲、寄生蟲、植物等的影響，這些影響是由于生物體內的化學變化造成的。微生物直接效應A.細胞內蛋白質、DNA受損即DNA分子堿基發(fā)生解離或氫鍵斷裂等，DNA分子本身受到損傷而致使細胞死亡——直接擊中學說。B.細胞內膜受損造成細胞膜泄漏，酶釋放出來，酶功能亂，干擾微生物代謝，使新陳代謝中斷，從而使微生物亡。第51頁/共106頁G->G+>酵母>霉菌(敏感度)第52頁/共106頁昆蟲立即致死

立即致死劑量往往很大，一般要在幾千戈瑞才有效。這種劑量具有殺蟲迅速的優(yōu)點，但費用很高。緩期致死害蟲受到照射后，要經過一個星期以上的潛伏期才能大量死亡所需的劑量為緩期致死劑量，一般在幾十戈瑞到幾百戈瑞。不孕效應害蟲受到照射后，喪失生殖能力，產生不孕現(xiàn)象所需的劑量為不孕劑量。這種劑量一般在80Gy以下。第53頁/共106頁植物輻射作用植物性農產品，主要作用為：抑制發(fā)芽電離輻射抑制植物器官發(fā)芽的原歸因是于植物分生組織被破壞，核酸和植物激素代謝受到干擾，以及核蛋白發(fā)生變性。調節(jié)呼吸和后熟躍變型果實經適當劑量照射后，一般都表現(xiàn)出后熟被抑制、呼吸躍變后延、變慢等現(xiàn)象。第54頁/共106頁輻照工藝及條件控制

在食品輻射保藏中，按照所要達到的目的，把輻照三大類，即輻射阿氏殺菌、輻射巴氏殺菌和輻射耐貯殺菌。輻射阿氏殺菌（radappertization）也稱商業(yè)性殺菌，所使用的輻射劑量可使食品中的微生物數量減少到零或有限個數。在這種輻射處理以后，食品可在任何條件下貯藏，但要防止再污染。劑量范圍為10-50kGy。輻射巴氏殺菌（radicidation）所使用的輻射劑量只殺滅無芽孢病原細菌（除病毒外），所使用的輻射劑量使在食品檢測時不出現(xiàn)無芽孢病原菌（如沙門氏菌）。劑量范圍為5-10kGy。第55頁/共106頁輻射耐貯殺菌（radurization）這種輻射處理能提高食品的貯藏性，降低腐敗菌的原發(fā)菌數，并延長新鮮食品的后熟期及保藏期。所用劑量在5kGy以下。輻照工藝流程第56頁/共106頁食品輻照保藏果蔬類目的主要是：防止微生物的腐敗作用；控制害蟲感染及蔓延；延緩后熟期、防止老化。輻照延遲水果的后熟期，對香蕉等熱帶水果十分有效，對綠色香蕉輻照劑量常低于0.5kGy，但對有機械傷的香蕉一般無效。用2kGy劑量即可延遲木瓜的成熟。對芒果用0.4kGy劑量輻照可延長保藏期8天，用1.5kGy可完全殺死果實中的害蟲。水果的輻照處理，除可延長保藏期外，還可促進水果中色素的合成，使?jié)撂崆懊摑驮黾悠咸训某鲋?。通常引起水果腐敗的微生物主要是霉菌，殺滅霉菌的劑量依水果種類及貯藏期而定。生命活動期較短的水果，如草毒，用較小的劑量即可停止其生理作用。第57頁/共106頁糧食類

造成糧食耗損的重要原因之一是昆蟲的危害和霉菌活動導致的霉爛變質。輻照可以使昆蟲不育，1kGy可使昆蟲幾天內死亡，3-5kGy可使昆蟲立即死亡；抑制谷類霉菌的輻照劑量為2-4kGy。畜、禽肉及水產類在通常的輻照量下（＜100kGy）不能使肉的酶失。需加熱使鮮肉內部的溫度升高到70℃，保持30min,使其蛋白分解酶完全鈍化后才進行輻照。

第58頁/共106頁

高劑量輻照處理肉類，可達到滅菌保藏的目的，所用的劑量要能殺死抗輻射性強的肉毒芽抱桿菌；對低鹽、無酸的肉類（如雞肉）需用劑量45kGｙ以上。香辛料和調味品輻照處理既能控制昆蟲的侵害，又能減少微生物的數量，保證原料的質量。輻照改變食品品質白酒輻照處理；檢疫安全處理（殺菌）。

第59頁/共106頁影響食品輻照的因素溫度輻射殺菌中，在接近常溫的范圍內，溫度對殺菌效果的影響不大。氧氣輻照可使空氣中的氧電離，形成氧化性很強的臭氧。一般情況下，殺菌效果因氧的存在而增強。輻照時是否需要氧，要根據輻射處理對象、性狀、處理的目的和貯存環(huán)境條件等加以綜合考慮來選擇。為了防止氧化生成過氧化物，在肉類食品輻照處理時要采用真空包裝或真空充氮包裝以降低氧的含量，有助于提高產品的質量。含水量在干燥狀態(tài)下照射，游離基等的輻射間接作用就會隨之降低，因而輻射作用顯著減弱。第60頁/共106頁影響輻照效果的因素輻照劑量劑量影響對有害微生物、蟲等的殺滅程度，也影響食品理化學性狀，兩者要兼顧考慮。一般來說，劑量越高，食品保藏時間越長。劑量率也是重要影響因素。相同劑量時，通常較高的劑量率可獲得較好的輻照效果。食品狀態(tài)污染的微生物、蟲害種類與數量，以及食品生長發(fā)育階段、成熟狀況、呼吸代謝的快慢等，對輻照效應也影響很大。第61頁/共106頁影響輻照效果的因素協(xié)同作用高劑量輻照會不同程度地引起食品質構改變，維生素破壞，蛋白質降解，脂肪氧化和產生異味等不良影響等，因此在輻照中，常采用輻照損傷保護劑，以及提高、強化輻照效果的物理方法。如低溫下輻照，添加自由基清除劑，使用增敏劑，與其他保藏方法并用和選擇適宜的輻照裝置。第62頁/共106頁輻射加工概念用電離輻射輻照被加工物體，使其品質或性能得以改善的過程，是20世紀70年代興起的一門新技術,也稱輻射工藝。特點加工溫升小，有利于熱敏材料的加工；電離輻射穿透性強，可對包裝好的物品進行處理，或實現(xiàn)固相物質的反應與改性；加工體系內不需催化劑和化學添加劑，產品純凈、無化學殘留；加工過程控制方便而且高效快速，易于實現(xiàn)規(guī)?；B續(xù)生產；低能耗無公害或少公害。第63頁/共106頁領域應用高分子材料輻射加工、材料表面處理，醫(yī)療用品的輻射消毒等方面，如：生產輻射交聯(lián)的電線電纜、熱縮材料、印染助劑發(fā)泡材料，進行輻射固化、輻射消毒、新材料制備等。第64頁/共106頁概況全球大型Co-60源200余座，總容量260MCi，電子輻照加速器1000余臺；占醫(yī)療器械的消毒50%的份額；美國，醫(yī)療器械的輻照消毒產值1200億U$,有機高分子材料輻照改性產值58億U$。中國Co-60源100余座（＞30萬居里），輻照加速器100余臺，總功率7000KW，輻照加工產值400億。參見：崔磊等.我國輻照加工產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)第65頁/共106頁高分子材料輻射加工輻射有機合成成在電離輻射作用下，單質或化合物分子被電離激發(fā),生成離子和自由基，引起化學反應而形成新的有機化合物的過程。輻射合成的有機化合物主要有：含鹵素、硫、磷、氮、氧、硅等的有機化合物和金屬有機化合物。輻射合成的研究始于1950年，1963年美國道化學公司開發(fā)了由乙烯和溴化氫直接合成溴乙烷工藝，產額高（G值為3.9×104），成本低，且無副產物。輻射合成法除具有輻射化學反應的一般特點外，還具有獨特的優(yōu)點：①反應一般按鏈式過程進行,G值大；②反應不需經過中間步驟，直接合成為新的有機化合物，收率高，副反應少；③工藝過程簡單，便于連續(xù)生產。

第66頁/共106頁輻射聚合反應烯類單體或某些環(huán)狀單體在高能射線作用下進行的聚合的反應。輻射聚合所得的高分子具有較高的純度，沒有化學引發(fā)劑遺留的殘渣；聚合反應可以在低溫和固相下進行，且較易控制；射線能量高，可以使難以聚合的單體發(fā)生聚合；但因輻射作用無選擇性，會使反應比較復雜。輻射產生的化學效應與射線的類型關系不大，主要取決于輻射劑量的大小。一般用G值來表示輻射化學的能量效率,即每吸收100電子伏特能量所產生的化學變化的粒種數。一般認為，輻射聚合的反應歷程是在高能射線作用下，單體和化合物分子發(fā)生激發(fā)和電離，生成離子和自由基，引發(fā)單體聚合，所以輻射聚合可按自由基型或離子型反應歷程進行，并各有特點。第67頁/共106頁

由于輻射聚合的引發(fā)反應不受溫度的限制，聚合反應可在較低溫度下，在固態(tài)或亞穩(wěn)固態(tài)中進行，也可以在晶體的晶道中或某些無機物的夾層中進行，從而獲得某些定向聚合的高分子,如反式-1,4-聚丁二烯。特別是低溫玻璃態(tài)的輻射聚合反應，既能生成無畸變的光學有機玻璃，而且由于低溫反應可降低生物活性物質因高溫反應而引起的損耗，如某些酶。因此目前廣泛采用低溫玻璃態(tài)聚合制備固相酶及其他生物活性高分子材料。電離輻射具有能量高、透過力強的特點，因此可使很多難聚合的單體聚合，得到高分子量的產物；輻射乳液聚合可以在遠低于乳化劑的臨界膠束濃度下得到超高分子量的高分子化合物，純度也較高；用輻射法生產的木材-塑料復合材料、水泥-塑料復合材料、金屬-塑料復合材料都受到普遍的重視。第68頁/共106頁輻射交聯(lián)反應由高能射線引發(fā)的高分子鏈間形成新連接鍵而生成網狀結構高分子的反應。20世紀50年代初發(fā)現(xiàn)聚乙烯經輻照交聯(lián)可以提高其性能以后，這一方法引起了廣泛的重視，目前已成為高分子改性的重要手段。高分子輻照交聯(lián)后由線型轉變?yōu)榫W狀結構，其性能發(fā)生相應的變化：①從可熔融變?yōu)椴蝗?，耐高溫性能及高溫下的強度有明顯的提高；②分子間形成新的連接鍵，阻止了分子的相對滑移，剛性增加，蠕變行為減??；③耐應力開裂性能有所提高。輻照交聯(lián)的聚乙烯、聚氯乙烯已廣泛應用于電纜電線的絕緣層以及電訊工程的重要配件熱收縮管。橡膠膠乳的輻照硫化、油漆輻照固化等也已用于工業(yè)生產上。第69頁/共106頁輻射接枝聚合

由輻射得到由兩種不同的高分子鏈以化學鍵連接而成的共聚合物。其中之一是由A單元組成的高分子主干（骨架）,即主鏈；另一個是由B單元組成的高分子分枝，即支鏈（圖1）。輻射接枝共聚物可由基體聚合物和單體共輻照制得，缺點是均聚物較多；為減少均聚物含量可用預輻照法，先預輻照高分子，然后再加入單體進行接枝共聚合反應；特別是近來發(fā)展的氣相接枝是比較理想的方法。接枝共聚合可以在表面進行，也可以是整體接枝。第70頁/共106頁

輻射接枝聚合可改善高分子的某些性能，以達到高分子改性的目的。聚四氟乙烯接枝苯乙烯烯，可改善表面的粘結性能；聚四氟乙烯接枝丁二烯，可改善其耐低溫性能；聚酯纖維（見聚酯）接枝丙烯酸,以提高吸濕性,也可接枝溴乙烯或乙烯基膦化物，以提高耐燃性能；聚氯乙烯纖維可接枝丙烯腈以提高耐熱性能，接枝氟乙烯以提高耐老化性能。輻射接枝聚合還可制備功能高分子及生物活性高分子或醫(yī)用高分子材料。聚乙烯可接枝苯乙烯后磺化，制成離子交換膜，也可接枝丙烯酸制成離子交換膜；有報道用混合接枝或鑲嵌接枝方法制成同時具有陰陽離子交換功能的交換膜，性能優(yōu)異。高分子材料接枝水溶性單體可以改善材料親體液性能及抗凝血性能。第71頁/共106頁第72頁/共106頁輻照降解反應在高能射線作用下，高分子發(fā)生主鏈斷裂或老化變性的過程。輻照降解屬于無規(guī)降解。一般熱降解往往從某些不穩(wěn)定的端基開始，分解得到大量的單體，分子量較低的聚合物產率則較低，而利用輻照降解方法可制取分子量大小不同的高分子，反應產率較高。輻照降解主要是由于射線打斷高分子主鏈后所形成的自由基，由于結構因素（如空間位阻效應等）的影響難于進行偶合反應，而只進行歧化或鏈轉移反應，使分子量迅速下降。平均分子量下降的速度與輻照劑量成線性關系，因而可以用輻照劑量來控制所需要的產物分子量。在制備某些不易用聚合方法合成的低分子量的聚合物，如工業(yè)用的低分子量的聚氧化乙烯時，就采用這種方法。聚四氟乙烯廢料經輻照降解后可得到粒度為幾個微米的細粉，稱為聚四氟乙烯蠟，生產過程簡單，蠟收率高，產生毒性氣體少，可用作潤滑油的添加劑及耐溫、耐摩擦材料的填料。第73頁/共106頁

輻射交聯(lián)改性電線電纜

利用高能射線、特別是利用高能電子束照射電線和電纜，使其絕緣包層材料的微觀分子借助價鍵連結成網狀結構，材料物理化學結構的變化引起某些性能的改變，從而提高其耐熱性、阻燃性、耐腐蝕性、改善其機械強度等，而獲得高質量的電線電纜產品。

輻射加工制成的聚乙稀電纜與普通電纜相比，阻燃性、載流量、絕緣性能和使用壽命都顯著提高。這種電纜已廣泛應用于架空電纜、控制電纜和機場照明電纜等。第74頁/共106頁輻照生產熱熱縮材料用電離輻射輻照高分子材料，其交聯(lián)的結晶聚合物具有“形狀記憶效應”，用其制成的熱收縮產品如熱收縮電力電纜附件、熱收縮通訊電纜附件和熱收縮管帶，現(xiàn)已成為輻射加工行業(yè)主導產品之一。第75頁/共106頁輻射交聯(lián)制備泡沫塑料用輻射交聯(lián)的方法可以制造聚乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的泡沫塑料。其中聚乙烯泡沫既可繞曲又有一定的剛性。其生產過程是把聚乙烯、發(fā)泡劑、添加劑混合均勻、壓片輻照、然后發(fā)泡成型。聚乙烯經輻射交聯(lián)后才有一定強度，能將分解氣體包埋住，產品具有獨立的微細氣孔，表面柔滑美觀、加工性能好，并具有優(yōu)良的耐候性、耐腐蝕性、消沖擊性、絕緣和絕熱性能。由于BF-5加速器電子束能量3-5MeV，可最大穿透1.5mm厚的聚乙烯片材，采用片材多次通過輻射場的辦法，加工出具有優(yōu)良性能的聚乙烯泡沫塑料。泡沫塑料已廣泛用于建筑、包裝、汽車等座墊，救生及裝飾等，可作為保溫、絕緣、抗震、隔障等材料。第76頁/共106頁

電子輻照硅功率器件電子輻照硅功率器件是20世紀70年代初發(fā)展起來的新工藝，它利用高能電子流輻照功率器件，使硅材料晶格中的點陣原子發(fā)生位移，造成晶格空位和間隙原子，這些空位和間隙原子和硅中的其他雜質、空位相互作用，組成缺陷絡合物，形成能級復合中心，如氧空位對、磷空位對、雙空位對等以控制少子壽命。采用電子束輻射技術，代替了傳統(tǒng)的縮短少子壽命金（鉑）擴散工藝，可縮短半導體快速元件（如：可控硅）的關斷時間。第77頁/共106頁

醫(yī)療用品輻射滅菌輻射滅菌的醫(yī)療用品很多，主要是一次性使用的，也可以是多次使用的物品，如注射器、手術器械、手套、采血與輸血器具、吸入治療裝置、繃帶、膠布、藥棉、罩衣、帽子等；手術縫合線、體內插入物（如心臟瓣膜）；某些生物組織和生物制劑；中西藥物等。醫(yī)療用品輻射滅菌比蒸汽或環(huán)氧乙烷滅菌法有許多優(yōu)點：輻射滅菌可在室溫下進行，適用于熱敏感的塑料制品、生物體和藥物；輻射穿透力強，殺菌均勻徹底，大量采用經輻射滅菌的一次性使用的醫(yī)療用品，可避免交叉感染降低發(fā)病率；輻射在滅菌物品中無殘留毒物；輻射滅菌速度快，操作簡便，穩(wěn)定可靠