淺析輻射加工發展現狀

羅玉川　張悅

摘 要：在國際原子能機構的積極倡導下，輻射加工作為一種新型的原子能和平利用方式，已經在農業，工業，環境保護等重大國民生產領域發揮極大的推動作用。本文將從輻射消毒，輻射化工，輻射對環境保護應用等角度簡要闡述輻射加工發展現狀。

關鍵詞：輻射加工；輻射消毒；輻射化工；環境保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.097

1 輻射化工

輻射化工主要涉及輻射交聯，輻射聚合，輻射接枝等加工技術。輻射化工加工方法較傳統化工加工方法具有能耗低，污染小，安全性高，產品性能優良等優點。最早輻射化工加工出的產品輻射交聯聚乙烯，具有良好的絕熱隔音和緩沖性能。同時它的耐腐蝕、抗熱阻燃性能更為優異，能夠在-30 ℃～ 1 0 0℃的溫度范圍內保持性能穩定。輻射交聯加工出的聚乙烯絕緣層，已應用于電線、電纜的制造工藝中。這種輻射交聯電線耐熱、耐腐蝕性能好，可提高設備的可靠性，并使之小型化，已廣泛用于航天、通信、汽車、家用電器等工業中的配線材料。輻射聚合采用60Co， γ射線，離子或中子等高能輻射源，使得單體或其他化合物分子產生離子和自由基，形成活性中心，實現單體的聚合，生產新型材料。其優點在于反應易于控制，產品純凈度高，對反應條件的要求較低，可在常溫條件下進行。輻射聚合已用于菲涅爾透鏡和聚光鏡的生產，利用輻射引發丙烯酞胺聚合實現酶的固定化。輻射聚合已經開始逐步應用于生物醫學材料，污染防治等領域。輻射接枝作為一種重要的輻射改性的方法，在輻射交聯的基礎上發展而來，雖然發展起步較輻射交聯晚，但發展速度迅猛，現已逐步應用于工業生產。輻射接枝聚合具有工藝簡單，單體利用率高，產品純度高等特點。利用高能輻射使聚合物骨架產生若干活性點，在活性點上接枝單體或聚合物。例如聚氯乙烯輻射接枝丙烯睛，可顯著改善其耐沖擊和耐熱性能。

2 輻射消毒

輻射消毒最早的是1956年美國的Ethicon公司用一臺電子直線加速器對手術縫線、皮下注射器及針頭等一次性用品進行輻射消毒， 由此拉開了輻射消毒領域發展的序幕。輻射殺菌，通常是用α射線、γ射線，這些高能帶電或不帶電的射線引起食品中微生物、昆蟲發生一系列生物物理和生物化學反應，相應的功能蛋白出現變性現象，最終使它們的新陳代謝、生長發育受到抑制或破壞，甚至使細胞組織死亡。輻射消毒主要采用的放射性同位素Co60γ衰變產生的γ射線以及紫外線照射輻射消毒是較常規加熱消毒、化學消毒等方法，具有能耗低，操作簡單，效率高，安全可靠等加熱消毒法和化學消毒法無法比擬的優點。同時其可密封處理 ， 不易發生再污染，利于長期保持滅菌狀態。能連續處理，生產率高，在處理量大的情況下，成本低廉，所以發展異常迅速。世界各國大力發展這一新型技術，建立相應的輻照實驗裝置，除傳統地對醫療器械消毒，相應的技術已經應用于對食品，養殖業等領域廣泛應用，特別是對不耐熱的物品滅菌，如橡膠、塑料、高分子聚合物、精密醫療儀器等有著獨特的優勢。同時對于醫療用品進行了輻射消毒工藝和材料輻射效應研究，確定了輻照工藝參數和基本工藝流程，為實際生產提供技術依據。

3 輻射加工對環境保護的應用

輻射加工對環境保護的應用主要體現在對污染物的輻射處理方法，采用γ射線等射線作用對環境污染物進行相應的處理，有效降解有毒有害有機物，微生物等，提高沉降過濾性能，改善廢水固體成分。射線除去與污染物直接發生作用使其變性，還包括與介質作用產生一定的自由基，離子基等，與污染物反應達到降解污染物的目的。 γ放射源與電子輻照在污泥處理上運用已十分廣泛，除能有效去除有害致病菌和危險化合物，同時處理過程中的成本進一步降低，對設備的腐蝕進一步減少，處理后的污泥可直接用于肥料，肥效良好。利用核輻射射線對化石燃料燃燒產生含有SO2和NO2的尾氣進行處理，去除效率可達80%-100%。空氣中的水和氧在射線的作用下產生O，OH等氧化能力較強的離子，與廢氣中的氮氧化合物發生氧化還原反應，產生的硫酸，硝酸等被裝置成功收集，達到降低廢氣中污染物的含量水平。收集得到的酸與裝置中預置的氨反應，同時得到硫酸銨和硝酸銨等復鹽，可以用作農業生產過程中使用的肥料。世界各國在利用輻射加工技術對污染進行治理進行了大量的嘗試與探索。日本采用輻射同臭氧聯合處理的方法解決城市自來水中有機氯的殘留問題，德國嘗試使用γ射線對井水處理，減少其中鐵，錳氧化物的水解物的生成。各國開始逐步嘗試使用輻射處理方法與傳統化工方法相結合的方式提高對污染物的治理效率，利用高能射線的能量實現對廢物的改造利用。

4 總結

輻射加工技術自產生以來，圍繞人類發展的需求與挑戰，不斷發展創新，由傳統的化工材料改性向醫藥衛生，食品加工，安全檢疫，環境保護等方向邁進，形成新的學科領域和應用方向。同時我國與國際輻射加工技術的發展仍存在一定的差距，仍有極大的上升空間和市場亟待開發利用，通過制定相應的行業準則進一步規范相關領域的可持續發展。作為一門新型技術，輻射技工有望為人類進一步解決人口，資源與環境等問題提供新的可能和解決方案。endprint