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      輻照知識

      輻照“利器”是怎樣煉成的

      日期:2019.10.18

             你可能會(huì )問(wèn),輻照電子直線(xiàn)加速器有什么實(shí)用價(jià)值?一堆專(zhuān)業(yè)名詞,聽(tīng)都沒(méi)聽(tīng)過(guò)。其實(shí),“輻照”已經(jīng)和我們的生活密不可分。例如,塑封包裝的泡椒鳳爪在很多超市都是熱賣(mài)商品,但是你可知道,如果沒(méi)有輻照處理,在你還沒(méi)來(lái)得及購買(mǎi)之前,它就已經(jīng)壞掉了。

             創(chuàng )新之處在于,名片的右下角有個(gè)二維碼,一掃,通訊信息就可以保存在手機里。


      輻照加速器作何用

             你可能會(huì )問(wèn),這個(gè)設備有什么實(shí)用價(jià)值?一堆專(zhuān)業(yè)名詞,聽(tīng)都沒(méi)聽(tīng)過(guò)。

             其實(shí),“輻照”已經(jīng)和我們的生活密不可分。例如,塑封包裝的泡椒鳳爪在很多超市都是熱賣(mài)商品,但是你可知道,如果沒(méi)有輻照處理,在你還沒(méi)來(lái)得及購買(mǎi)之前,它就已經(jīng)壞掉了。

             這種新的加工技術(shù)稱(chēng)為輻照加工技術(shù)。從科學(xué)角度講,輻照加工,是指將電子加速器產(chǎn)生的電子線(xiàn)或放射性同位素產(chǎn)生的射線(xiàn)的能量轉移給被輻照物質(zhì),電離輻射作用到被輻照的物質(zhì)上,產(chǎn)生電離和激發(fā)。軌道電子會(huì )因此而釋放,形成自由基,通過(guò)控制輻射條件,而使被輻照物質(zhì)的物理性能和化學(xué)組成發(fā)生變化并能使其成為人們所需要的一種新的物質(zhì),或使生物體(微生物等)受到不可恢復的損失和破壞,達到人們所需要的目標。 比如,使高分子材料分別實(shí)現接枝、聚合、裂變或交聯(lián),抑制或刺激生物生長(cháng),有效地殺滅害蟲(chóng)、蟲(chóng)卵、病菌等。例如,通過(guò)輻照促進(jìn)生物育種,或通過(guò)輻照加工中藥材使其不易生蟲(chóng),便于保存。


      這類(lèi)技術(shù)的“先進(jìn)性”在于,有效克服了傳統技術(shù)手段的弊端。

             以一次性醫療用品消毒為例,據高能所核技術(shù)應用研究中心副主任史戎堅向《中國科學(xué)報》記者介紹,醫療用品出廠(chǎng)前必須經(jīng)滅菌處理,而傳統做法是用環(huán)氧乙烷來(lái)滅菌。但環(huán)氧乙烷本身具有毒性,危害健康、污染環(huán)境。輻照技術(shù)的出現很大程度上了替代了傳統的環(huán)氧乙烷消毒法。而輻照技術(shù)本身亦有不同類(lèi)型。其中比較廣泛的是利用鈷源進(jìn)行輻照。這一方式雖然操作簡(jiǎn)單,但缺點(diǎn)也很明顯?!耙话闱闆r下,鈷源不用的時(shí)候需要放在深水井中保存,避免輻射危害?!瘪R創(chuàng )新說(shuō),“但也存在隱患,近幾年,全國已經(jīng)有幾個(gè)鈷源輻照站發(fā)生了"卡源"事故,引發(fā)當地民眾嚴重恐慌,而且鈷源在廢棄之后也需要相當大的處理成本?!陛椪针娮蛹铀倨鲃t克服了上述缺點(diǎn):“通電時(shí)產(chǎn)生高能電子進(jìn)行輻照加工,切斷電源則不存在放射性的危害?!?/span>

      這把“利器”來(lái)之不易。

             輻照電子加速器也分不同種類(lèi),高能所此次聯(lián)合無(wú)錫愛(ài)邦輻射技術(shù)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)錫愛(ài)邦)推向市場(chǎng)的叫做“L波段10MeV工業(yè)輻照電子直線(xiàn)加速器”,其特點(diǎn)是功率更大,效率更高?!霸撛O備合同指標為10MeV-30kW,鑒定指標為10MeV-40kW,實(shí)測最大10MeV-50kW,超過(guò)合同規定,成為中國平均功率最大的10MeV電子直線(xiàn)加速器?!奔铀倨髦行母敝魅纬卦讫垖Α吨袊茖W(xué)報》記者介紹。

             據了解,高能所作為我國高能物理研究的國家團隊,一接手該項目,從所長(cháng)到相關(guān)研究室主任,從中國工程院院士陳森玉、中國科學(xué)院院士柴之芳到各位參與項目的研究人員,都給予高度的重視,并積極參與。

      高能所的十七八位專(zhuān)家組成的技術(shù)團隊借助在大科學(xué)裝置中積累的豐富科研經(jīng)驗,帶領(lǐng)愛(ài)邦公司的參研人員,長(cháng)時(shí)間奮斗在安裝調試的現場(chǎng),每發(fā)現一個(gè)技術(shù)問(wèn)題,都即刻組成研討小組展開(kāi)充分的理論分析和討論,找準癥結、對癥下藥、攻克難關(guān)。

             據無(wú)錫愛(ài)邦總經(jīng)理張祥華向《中國科學(xué)報》記者回憶,池云龍多次直接從國外出差回來(lái)就直奔無(wú)錫調試現場(chǎng),不顧旅途勞頓和時(shí)差的影響,通宵達旦直至解決問(wèn)題,使L波段加速器的調制器的轉換效率實(shí)現創(chuàng )新突破。史戎堅的大功率加速管設計、裴國璽和周祖圣的三極電子槍設計都成為該項目的創(chuàng )新亮點(diǎn)。樣機的試運行是產(chǎn)品走向產(chǎn)業(yè)化的重要階段,而試運行中故障是難免的。令張祥華至今印象深刻的是,2011年五一假期,煙臺的加速器故障。袁勤良研究員由于買(mǎi)不到直飛煙臺或青島等鄰近城市的機票而被迫轉道杭州,整整一夜從杭州到無(wú)錫,從無(wú)錫到連云港(601008,),從連云港到煙臺,被3次換車(chē)接送,趕到現場(chǎng)處理故障,使客戶(hù)的貨柜能趕上船期。

             在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中,高能所團隊積極協(xié)助企業(yè)推廣,利用自身的專(zhuān)業(yè)背景和理論基礎,協(xié)助項目招投標,解答客戶(hù)提出的各種技術(shù)難題和質(zhì)疑,消除客戶(hù)的疑慮,助力該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣。

      轉化背后的“科研經(jīng)”

             盡管遇到了不少困難,但在高能所受訪(fǎng)者看來(lái),L波段10MeV工業(yè)輻照電子直線(xiàn)加速器在研制和產(chǎn)業(yè)轉化過(guò)程中并未遇到大問(wèn)題,更像是一種“水到渠成”。

             這背后或多或少隱含著(zhù)高能所團隊日積月累的“科研經(jīng)”。

             首先,方向明確。據馬創(chuàng )新向《中國科學(xué)報》記者介紹,高能所“一三五”規劃當中的“三個(gè)突破”之一便是在科技成果轉化方面取得突破。方向一旦明確,便有助于形成合力。而且,輻照電子加速器的研發(fā)涉及電子槍、微波系統、功率源等十幾個(gè)不同的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,需要各個(gè)方面的科學(xué)家有效配合。為高能所兩個(gè)中心的合作,池云龍憑借自身專(zhuān)業(yè)的扎實(shí)和對不同領(lǐng)域的深刻理解,科學(xué)而高效地對不同成員的科研任務(wù)進(jìn)行了分解和銜接,使這支高能團隊真正發(fā)揮出了“高能”。對于這個(gè)團隊來(lái)說(shuō),很多也都是第一次,比如如何讓設備承載40kW甚至更高的功率,如何設計出能夠穩定可靠工作的核心部件—大功率加速管,如何解決整臺設備的機械強度和散熱等問(wèn)題。

             據介紹,之所以項目進(jìn)展得比較順利,一方面在于各個(gè)分系統較高的專(zhuān)業(yè)水平和預研工作做得足夠扎實(shí);另一方面也得益于該所在輻照電子直線(xiàn)加速器研究方面積累的經(jīng)驗,例如,近年來(lái)高能所為企業(yè)已研制和生產(chǎn)了多臺S波段輻照電子直線(xiàn)加速器投入到輻照加工產(chǎn)業(yè)。

             此外,同樣重要的是,既然是轉化,那么就要契合市場(chǎng)需求。高能所團隊判斷,憑借上述優(yōu)勢,輻照電子加速器必將逐步替代化學(xué)消毒技術(shù)以及鈷源輻照技術(shù)等傳統手段。

             馬創(chuàng )新將輻照電子加速器比喻為“一把好使的槍”,“有了這把槍?zhuān)愦蚋鞣N獵物都更方便了”。正是敏銳地預見(jiàn)到其巨大的市場(chǎng)潛力,無(wú)錫愛(ài)邦提供了有力的資金支持,也為高能所發(fā)揮轉化能力提供了合適的舞臺。

             當然,任何新事物都不會(huì )完美無(wú)缺,相對而言,輻照電子加速器對操作者的技能要求更高。目前,高能所正與無(wú)錫愛(ài)邦合作,派技術(shù)人員長(cháng)期駐守客戶(hù)企業(yè),授之以漁,逐步將此類(lèi)新產(chǎn)品推向更廣闊的市場(chǎng)。

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