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輻照技術(shù)服務(wù)基本情況及技術(shù)手段、特點(diǎn)
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 中金輻照    2024-04-15

（1）輻照技術(shù)服務(wù)基本情況

核武器、核電及民用非動(dòng)力核技術(shù)是核技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，民用非動(dòng)力核技術(shù)包括核探測(cè)、核醫(yī)療、放射性同位素及制品、輻照等應(yīng)用，涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康、環(huán)境保護(hù)、資源勘探和公眾安全等各個(gè)領(lǐng)域。

二十世紀(jì)以來(lái)，民用非動(dòng)力核技術(shù)快速發(fā)展，在保障工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，加速農(nóng)作物品種更新?lián)Q代，提高診療技術(shù)裝備水平，改善生態(tài)環(huán)境，提升食品安全性，保障社會(huì)和公眾安全等方面做出了較為突出的貢獻(xiàn)。

輻照技術(shù)服務(wù)，即利用放射性核素發(fā)出的 γ 射線、加速器產(chǎn)生的電子束或 X射線與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)或生物效應(yīng)，影響微生物的生理活性、改善物質(zhì)性能或?qū)е挛镔|(zhì)的降解、聚合與交聯(lián)改性，從而達(dá)到預(yù)定目標(biāo)和效果。

我國(guó)輻照產(chǎn)業(yè)主要包括輻照改性（輻射交聯(lián)線纜、熱縮材料及制品、發(fā)泡材料、輪胎預(yù)硫化、輻射接枝膜材料、印染材料、輻射固化、輻照聚合等）、輻照滅菌服務(wù)、環(huán)境治理與公共安全保障（重污水處理、有毒有害固體垃圾處理、煙氣凈化、違禁特異物檢測(cè)）三類(lèi)。

輻照產(chǎn)業(yè)是民用非動(dòng)力核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，輻照以應(yīng)用面廣、環(huán)保、附加值高為主要特點(diǎn)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康、環(huán)境保護(hù)、資源勘探和公眾安全等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，取得了巨大的社會(huì)效益。輻照滅菌技術(shù)是輻照技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容，也是一種工業(yè)化消毒滅菌手段，由于其綠色、環(huán)保、無(wú)殘留的特點(diǎn)被廣泛采用。

（2）輻照的主要技術(shù)手段及特點(diǎn)

輻照技術(shù)服務(wù)的主要手段包括：利用鈷-60 產(chǎn)生的 γ 射線進(jìn)行輻照服務(wù)；利用電子加速器產(chǎn)生的電子束進(jìn)行輻照服務(wù)；利用電子加速器發(fā)射的電子束撞擊高原子序數(shù)的重金屬靶轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生 X 射線進(jìn)行輻照服務(wù)。

① γ 射線輻照技術(shù)

鈷-60 是不穩(wěn)定的放射性同位素，衰變時(shí)放出一條 β 射線和兩條 γ 射線，γ射線具有極強(qiáng)的穿透性，γ 射線輻照技術(shù)利用鈷-60 衰變過(guò)程中產(chǎn)生的 γ 射線進(jìn)行輻照。工業(yè)用鈷-60 是利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的中子，對(duì)自然界中的穩(wěn)定同位素鈷-59 進(jìn)行轟擊，使其發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生的。鈷-60 的半衰期為 5.27 年，經(jīng)過(guò) 20 年后鈷-60 的放射性強(qiáng)度衰變至原值的 7.20%，衰變終產(chǎn)物是穩(wěn)定的元素鎳-60。

γ 射線輻照技術(shù)具有穿透力強(qiáng)、效率高、滅菌徹底、操作方便、低耗能、無(wú)污染、無(wú)殘留的特點(diǎn)，近年來(lái)，主要應(yīng)用于醫(yī)療保健、食品等領(lǐng)域的輻照滅菌。

②電子束輻照技術(shù)

電子束輻照技術(shù)利用電子加速器通過(guò)不同的加速方式加速電子，使其產(chǎn)生高能電子束進(jìn)行輻照。與 γ 射線輻照技術(shù)服務(wù)相比，電子束輻照技術(shù)服務(wù)具有開(kāi)關(guān)方便、安全性好的特點(diǎn)，但其穿透性較弱，對(duì)適用的產(chǎn)品材質(zhì)和尺寸有特殊要求。電子加速器按照電子束能量可分為低能（75keV-300keV）、中能（300keV-5MeV）和高能（5MeV-10MeV），中低能電子加速器主要應(yīng)用于表面涂層輻照固化、橡膠硫化、聚乙烯材料輻照交聯(lián)等，高能電子加速器主要應(yīng)用于醫(yī)療保健產(chǎn)品、食品等領(lǐng)域的輻照滅菌。

③X 射線輻照技術(shù)

X 射線由電子加速器發(fā)射的電子束撞擊高原子序數(shù)的重金屬靶轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生，相同能量的 γ 射線和 X 射線表現(xiàn)出來(lái)的物理性質(zhì)類(lèi)似，因此，兩者輻照產(chǎn)品的類(lèi)別比較接近。X 射線具有穿透力強(qiáng)、定向性好、射線強(qiáng)度大的特點(diǎn)，由于其能量來(lái)源于電子加速器，也具備了開(kāi)關(guān)方便，安全性好的特點(diǎn)。但由于電子束轉(zhuǎn)換成 X 射線的耗能高，一定程度上限制了 X 射線輻照技術(shù)在現(xiàn)階段廣泛的工業(yè)應(yīng)用。

（3）輻照主要技術(shù)手段對(duì)比分析

γ 射線輻照技術(shù)和電子束輻照技術(shù)為市場(chǎng)上較為成熟的兩種輻照方式， X射線輻照技術(shù)尚未完全成熟，市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模低于 γ 射線輻照技術(shù)和電子束輻照技術(shù)。

各輻照技術(shù)手段將長(zhǎng)期共存。電子束輻照技術(shù)由于其穿透性較弱、適用性弱，主要應(yīng)用于輻照改性領(lǐng)域；X 射線輻照技術(shù)由于能耗高，市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模較低；受益于通用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，γ 射線輻照技術(shù)是輻照滅菌領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的輻照技術(shù)。從全球輻照技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)來(lái)看，行業(yè)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè) Steris、Sterigenics 均掌握了 γ 射線、電子束、X射線三類(lèi)輻照技術(shù)，并同時(shí)通過(guò)三類(lèi)輻照技術(shù)進(jìn)行滅菌服務(wù)。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，γ射線輻照技術(shù)、電子束輻照技術(shù)和 X 射線輻照技術(shù)等三種輻照技術(shù)將保持長(zhǎng)期共存的狀態(tài)。

思瀚發(fā)布《2024-2029年中國(guó)輻照技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)投資機(jī)會(huì)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析報(bào)告》