高能电子辐照灭菌技术

1、2021/3/10讲解：XX1 高能大功率电子加速灭菌及 爆炸物核探测系统 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX2 报告内容 10MeV10MeV电子辐照加速器产品开发背景电子辐照加速器产品开发背景 10MeV10MeV电子辐照加速器产品电子辐照加速器产品- -各系统各系统 10MeV10MeV电子辐照加速器产品性能测试电子辐照加速器产品性能测试 10MeV10MeV电子辐照加速器产品运行情况电子辐照加速器产品运行情况 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX3 加速器产品应用背景加速器产品应用背景 电子加速器是最主要的辐

2、射源，广泛电子加速器是最主要的辐射源，广泛 应用于工业、农业、医疗卫生、环保等应用于工业、农业、医疗卫生、环保等 领域。形成了一个非常重要的产业即辐领域。形成了一个非常重要的产业即辐 照加工产业。照加工产业。 在核技术应用产业发展中，加速器是辐在核技术应用产业发展中，加速器是辐 照加工产业的基础和关键，因此，电子照加工产业的基础和关键，因此，电子 辐照加速器生产与制造占有突出地位。辐照加速器生产与制造占有突出地位。 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX4 F发达国家，在消毒灭菌市场中，发达国家，在消毒灭菌市场中， 辐照消毒占据了将近辐照消毒占据了将近80%

3、80%的份额；的份额； F在辐照消毒灭菌领域中，国际上在辐照消毒灭菌领域中，国际上 以电子加速器产生的高能电子束灭以电子加速器产生的高能电子束灭 菌方法正在成为发展趋势。菌方法正在成为发展趋势。 辐照消毒灭菌发展趋势 加速器产品开发背景加速器产品开发背景 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX5 “冷杀菌冷杀菌”、“冷处理冷处理”； 不改变外形；不改变外形； 良好的保鲜效果；良好的保鲜效果； 辐照处理食品能耗低；辐照处理食品能耗低； 对环境的污染小。对环境的污染小。 高能电子束辐照特点 加速器产品开发背景加速器产品开发背景 由佰腾网（http:/ http:

4、/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX6 高能电子束辐照特点 电子加速器与传统的同位素放射源相比：电子加速器与传统的同位素放射源相比： 更安全和环保；更安全和环保； 高能大功率电子辐照加速器更适合工业化大批量高能大功率电子辐照加速器更适合工业化大批量 辐射加工，生产能力强；辐射加工，生产能力强； 电子加速器产生的射线具有可控、能量高、无核电子加速器产生的射线具有可控、能量高、无核 废物、不危害环境，是符合可持续发展要求的理废物、不危害环境，是符合可持续发展要求的理 想辐射源。想辐射源。 国内外辐照装置发展应用已经证明：采用高能大国内外辐照装置发展应用已经证明：采用高能大 功率电子加速器作为辐

5、照装置是辐射加工产业发功率电子加速器作为辐照装置是辐射加工产业发 展的必然趋势。展的必然趋势。 加速器产品开发背景加速器产品开发背景 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX7 转换靶转换靶 电子被加速到电子被加速到9 MeV9 MeV 扫描磁铁扫描磁铁 电子枪电子枪 电子束被加速电子束被加速 到到10 MeV10 MeV E-beamX-ray 被辐照产品被辐照产品t 电子枪电子枪 加加 速速 管管 加加 速速 管管 扫描磁铁扫描磁铁 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX8 为了使我国辐照加工产业有个跨越发展，需要为了使

6、我国辐照加工产业有个跨越发展，需要 高能大功率电子辐照加速器生产的产业化。高能大功率电子辐照加速器生产的产业化。 研制研制目标：目标：1010MeV/15-20kWMeV/15-20kW高能大功率电子辐高能大功率电子辐 照加速器并实现照加速器并实现规模化生产能力，有助于加速规模化生产能力，有助于加速 器产业链的进一步快速发展器产业链的进一步快速发展。 20042004年获得国家发改委首批民用非动力核技术年获得国家发改委首批民用非动力核技术 应用产业化专项：应用产业化专项： 大功率电子辐照加速器产业化基地建设大功率电子辐照加速器产业化基地建设 （总投资（总投资52005200万元）万元） 加速器

7、产品开发背景加速器产品开发背景 2021/3/10讲解：XX9 加速器方案设计加速器方案设计 高能大功率电子辐照加速器是多学科综合高能大功率电子辐照加速器是多学科综合 性工业生产设备性工业生产设备, ,它涉及强流长寿命电子枪、它涉及强流长寿命电子枪、 微波射频、高压脉冲电源、高真空、计算微波射频、高压脉冲电源、高真空、计算 机、控制、机械、磁场、电子学、辐射剂机、控制、机械、磁场、电子学、辐射剂 量学等十几个专业技术，任何一部分出现量学等十几个专业技术，任何一部分出现 问题都将影响加速器正常运行。问题都将影响加速器正常运行。 对高能大功率电子辐照加速器设计、制造、对高能大功率电子辐照加速器设计

8、、制造、 调试等提出了相当高的产品化要求。调试等提出了相当高的产品化要求。 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX10 该加速器设计原则 产品化，实用化 傻瓜化，工程化 可靠性，稳定性 安全性，经济性 加速器方案设计加速器方案设计 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX11 总体方案描述：总体方案描述： 电子枪产生的电子束流通加速管时，电子 束在加速管里面不断获得微波能量而加速， 最后加速到高能、高功率的电子束从加速 管出口输出，再进入扫描盒，利用扫描磁 场将电子束流扫开成一定的宽度，从输出 窗引出，对运动的被照物件进行辐

9、照。 高能电子束照射在重金属靶上，产生韧致 辐射，利用其转换成的高能X射线照射被辐 照物品，穿透能力则大大增加。 加速器方案设计加速器方案设计 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX12 高能大功率电子辐照加速器设计指标高能大功率电子辐照加速器设计指标 能量：能量： 10MeV10MeV 束流（平均）：束流（平均）： 1.5-2mA1.5-2mA 束流平均功率：束流平均功率： 15-15-20KW20KW 重复频率：重复频率： 10-650Hz10-650Hz 脉冲宽度脉冲宽度: 14-16: 14-16s 束流稳定性：束流稳定性： 3% 3% 束流剂量稳定

10、性：束流剂量稳定性： 5%5% 扫描宽度：扫描宽度： 1000mm 1000mm 能够能够2424小时连续稳定运行小时连续稳定运行 加速器加速器 2021/3/10讲解：XX13 控制系统控制系统 可手动和自动可手动和自动 控制；集成数控制；集成数 据库；实现远据库；实现远 程监控加速器程监控加速器 与传输链一体与传输链一体 化控制。化控制。 加速器加速器 2021/3/10讲解：XX14 传输链传输链 （1） 传输链高度：550mm （2） 传输链宽度：1000mm （3） 传输链速度：1-15m/min （4） 传输链距钛窗表面高度：835mm （5） 传输链长度：70000mm 加速器配

11、套系统加速器配套系统 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX15 传输链特点传输链特点 （1） 扫描速度可调1-15m/min，相应于30kGy-1kGy （2） 束下被照物集中、照前、照后被拉开，便 于功率利用和搬运 （3） 束下传输链可升降，升降距离为0-400mm （4） 进口处有180o翻转机构，可实现1个/3秒 （5） 两个移行机构，确保翻转后，被照箱左右翻转 （6） 导向功能使被照物对准扫描宽度 （7） 限高，确保被照物安全 加速器配套系统加速器配套系统 2021/3/10讲解：XX16 厂房参数厂房参数 （1） 厂区面积：15亩 （2） 厂房面

12、积：4000m2 （3） 屏蔽区间面积：470m2 （4） 屏蔽墙厚度：0.5-3m 加速器加速器 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX17 辐照加速器装置系统的安全辐照加速器装置系统的安全 1 1人身安全人身安全 1）开机前的警铃预告 2）开机时的警灯提示 3）开机前的电话联系 4）紧急情况下的急停钮 5）各人与系统的超剂量报警 6）出束前辐照厅安全巡检 7）监视器系统的保证 8）门连锁 9）操作前的培训 10）严格的安全规章制度 2 2机器安全连锁机器安全连锁 1）高压过流的保护连锁 2）水压、过压和欠压连锁 3）气压、过压气压连锁 4）真空连锁 5）

13、扫描磁铁连锁 6）传输链连锁 7）调制器门连锁 加速器加速器 2021/3/10讲解：XX18 高能大功率电子辐照加速器高能大功率电子辐照加速器 加速器系统加速器系统 加速器主体 束下装置 2021/3/10讲解：XX19 大功率脉冲调制器大功率脉冲调制器 图图9 高频电源系统柜高频电源系统柜 图图10 高压脉冲电源及高压脉冲电源及 束调管束调管 加速器系统加速器系统 2021/3/10讲解：XX20 高能大功率电子辐照加速器高能大功率电子辐照加速器 传输链传输链控制台控制台 加速器系统加速器系统 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX21 环保局测试结果环

14、保局测试结果: : 在厂房采样14个点，全部达标，漏剂量 约为0.1Sv/h，远小于国家漏剂量标准。 加速器性能测试加速器性能测试 由佰腾网（http:/ http:/ ）供稿 2021/3/10讲解：XX22 束流能量束流能量: : 10.38MeV 10.38MeV 平均束流平均束流 1.57mA1.57mA 重复频率重复频率: : 10-650Hz 10-650Hz 平均束流功率平均束流功率: : 16.2kW(360Hz) 16.2kW(360Hz) 20kW 20kW（450Hz450Hz） 束流稳定性束流稳定性: : 1%1% 束流扫描宽度束流扫描宽度: : 1000mm 1000

15、mm 脉冲宽度脉冲宽度: : 14.8s 14.8s 传输链速度传输链速度: : 1-15m / min 1-15m / min 可调可调 专家组测试结果专家组测试结果: : 加速器性能测试加速器性能测试 2021/3/10讲解：XX23 医疗用品医疗用品 平均密平均密 度度 g/cmg/cm3 3 剂量剂量 kGykGy 双面照双面照 最佳厚度最佳厚度 cmcm 加工能力加工能力 ( (公斤公斤/ /时时) ) 15kW15kW 药杯药碗等 0.11045+453240 一次性注射 器、输液袋 0.1515-2535+352160-1294 无纺布及棉 制品 0.2015-25482160-

16、1294 乳胶手套 0.2525401294 10MeV10MeV电子加速器辐照加工能力电子加速器辐照加工能力 2021/3/10讲解：XX24 食品辐照加工能力食品辐照加工能力 辐照产品名称辐照产品名称辐照剂量（辐照剂量（kGykGy） 传送速度 （cm/s） 加工能力加工能力 (吨吨/时时) 15kW15kW 根茎类食品抑止发芽 0.1324 谷物豆类杀虫害 0.564.8 进口食品杀虫检疫处理 0.51064.8 果蔬保鲜处理 1.05-2032.4 生禽畜肉杀菌及寄生虫 3.02-810.8 生水产品杀菌及寄生虫 3.010.8 熟肉制品提高卫生质量 6.00.8-45.4 脱水蔬菜和调味杀菌 8.00.6-34.05 商品防霉处理 5.06.48 2021/3/10讲解：XX25 假设医疗用品灭菌辐照剂量为假设医疗用品灭菌辐照剂量为25 25 kGy,kGy,产品密度为产品密度为0.15g/cm0.15g/cm3 3，年处，年处 理能力可达理能力可达7000070000立方米。立方米。 每年可辐照产品每年可辐照产品3 3万余吨。万余吨。 产值：产值：200020