课程论文(报告)题 目 低能加速器的应用 学院名称 核科学技术学院 指导教师 刘 林 职 称 讲 师 班 级 辐 防 101 班 学 号 20104180108 学生姓名 贺 丽 萍 2012年12月30日 低能加速器的应用 目 录1. 低能加速器的应用简介........................................12. 低能加速器在工业上的应用....................................1 2.1 辐照加工.................................................1 2.1.1 辐照加工热收缩材料.....................................3 2.1.2 制造聚乙烯泡沫材料.....................................3 2.1.3 涂层的辐照固化.........................................4 2.1.4 医疗品消毒灭菌.........................................4 2.2 X 射线无损检测技术.......................................5 2.2.1 射线照相法.............................................5 2.2.2 辐射成像法.............................................6 2.2.3 工业CT.................................................6 2.3 离子注入技术...............................................7 2.4 离子投影印刷术.............................................73. 加速器在农业中的应用.........................................7 3.1 辐照育种...................................................7 3.2 辐照保鲜...................................................8 3.3 辐照杀虫、灭菌.............................................84. 加速器在食品业中的应用.......................................8 4.1．食品安全的意义和现状......................................8 4.2 食品辐照是解决食品安全的重要手段...........................9 4.3 食品辐照现状..............................................10 4.4 食品辐照装置..............................................115. 加速器在生命科学和医学上的应用...............................12 5.1 疾病的诊断.................................................12 5.2 放射治疗癌症.............................................14 6. 加速器在治理环境方面的应用...............................15 7. 低能加速器在环境科学、考古研究等领域的应用...............18 8. 总结.....................................................21 9.参考文献..................................................21 一、低能加速器的应用简介 低能加速器在医学、工业辐照、离子注入及核分析技术等领域均有广泛的应用。
低能加速器的应用是核技术应用领域的重要分支．目前在世界各地运行着的数千台加速器中，大多数是在工业、农业、医疗卫生等领域内得到广泛应用的低能加速器．低能加速器在这些领域的应用，极大地改变了这些领域的面貌，创造了巨大的经济效益和社会效益．随着新领域的应用开发，低能加速器的发展不断扩大 二、低能加速器在工业上的应用 2.1 辐照加工【1】 辐射加工，是指将电子加速器（0.2MeV~10MeV）产生的电子线或放射性同位素（Cs-137或Co-60）产生的γ射线的能量转移给被辐照物质，这些电离辐射作用到被辐照的物质上，产生电离和激发，从而释放出轨道电子，形成自由基，通过控制辐射条件，而使被辐照物质的物理性能和化学组成发生变化并能使其成为人们所需要的一种新的物质，或使生物体（微生物等）受到不可恢复的损失和破坏，达到人们所需要的目标这种新的加工技术称为辐射加工技术比如，使高分子材料分别实现接枝、聚合、裂变或交联，抑制或刺激生物生长，有效地杀灭害虫、虫卵、病菌等 这种技术有别传统的机械加工和热加工技术，因而被誉为人类加工技术的第三次革命，其特点是放射源释放的射线有很强的穿透能力。
可深入到物质内部进行“加工”，这种加工在常温下进行由于加工者是高能射线以及由它引发的高度活性中间物，而不是分子热运动，因此，能耗低、无残留物、无环保问题所以是清洁的加工技术而且其反应易于控制，加工流程简单，适合产业化、规模化生产等 图2.1 安装在屏蔽室内的加速器辐照装置 应用低能加速器产生的电子束或x射线进行辐照加工已成为化工、电力、食品、环保等行业生产的重要手段和工艺，是一种新的加工技术工艺．它广泛应用于聚合物交联改性、涂层固化、聚乙烯发泡、热收缩材料、半导体改性、木材一塑料复合材料制备、食品的灭菌保鲜、烟气辐照脱硫脱硝等加工过程【2】 , 辐照加工的对象有高分子聚合物、合成橡胶、各种化工原材料、生物制品、食物、粮食和药材等MeV 级的射线与材料或物品的相互作用, 会产生复杂的电离过程, 从而在样品中产生物理变化、化学变化或生物效应, 会导致材料的性能发生改变, 这种复杂变化称做辐射效应不同的加工对象, 不同的照射剂量, 材料的不同化学成分配方, 可得到不同的辐照效果辐照加工技术与传统机械加工、化学加工和热加工等技术比较, 有加工过程中不形成废物和残毒, 无二次污染, 可在常温下加工, 节省能源, 效率高及易于控制等优点。
辐照电线和电缆电线和电缆是由中间的导线( 铜线或铝线) 和包裹层组成的, 最外面的包裹层使用高分子聚合物材料, 如聚乙烯等这类具有线状分子结构的材料强度弱, 耐压和耐温性能也差但是当它们经一定剂量的电子束照射后, 会发生交联作用也就是说, 射线能使聚合物线状大分子之间形成交联键, 使原本的一条条线状大分子, 拉起手来, 连接成网状结构( 见图1) 交联作用后的材料就具有了新的物理性质, 如提高了绝缘性、耐热性、耐磨性、抗老化性等, 提高了机械强度比如, 未经处理的聚乙烯电缆的长期使用温度为60~ 70℃ ，105 ℃ 以上就会熔融, 而辐照交联聚乙烯电缆的长期使用温度可达120 e 以上, 短期使用温度可达300 e 因而可以广泛应用于通讯设施、飞机、航天器、舰船、汽车冶金设备、家用电器等等2.1.1 辐照加工热收缩材料 通讯事业的发展突飞猛进, 不论是铺设海底电缆, 还是埋设光缆, 都要解决接头包裹层的密闭问题需要用防渗漏、耐腐蚀、强度大的特殊材料, 而这种材料就是经过辐照加工后具有“记忆效应”的聚乙烯热收缩材料它是通过辐照手段, 把用电子束照射过的交联的结晶型聚乙烯材料加热, 到呈现出如橡胶状的弹性体时再对其施加外力,使之变形, 待冷却后, 保存在变形状态下。
当使用时,利用其加热后可以收缩恢复成原来形状的特性, 起到对器件的保护、密封、绝缘等作用辐照热缩材料应用已十分广泛, 比如电力电缆、通讯电缆和光缆、高压和强流引线的接头保护和绝缘; 电气元器件的接线和焊头的保护和绝缘; 地下输油管道和输气管道接头的密封等; 高压潜水电机绕组的绝缘层、射频电缆的绝缘层、大口径管道的防腐包裹等2.1.2 制造聚乙烯泡沫材料 聚乙烯材料辐照发泡的过程是: 在聚乙烯原料中, 混合一定比例的发泡剂和添加剂, 挤压成板材, 接受加速器电子束的辐照发生交联, 再加热到熔融点温度以上, 这时发泡剂分解产生气体, 在聚乙烯内形成气泡, 就成了泡沫板在发泡剂分解过程中, 未交联聚乙烯的黏度很低不能留住气泡, 而交联聚乙烯有合适的黏度, 在内部能形成稳定而细密的气泡辐照交联聚乙烯泡沫材料用途很广在日常生活中常见的各种商品的防震包装材料、建筑用保温与背衬材料、体育运动防护设备和玩具等2.1.3 涂层的辐照固化 辐照固化顾名思义, 就是衬底材料上的涂料层经射线照射后, 易干而不脱落,光洁而平滑比如在木板外表面附上一层可聚合的高分子单体薄膜, 辐照以后产品表面脱落光滑如镜, 且可防止烟头的灼焦。
这种固化方法的原理是在电子束照射下, 复合涂料发生了聚合交联反应, 形成了三维网状结构, 使粉状的或液态的涂料层很快固化; 同时, 涂料又与衬底发生接枝反应, 使涂料牢固地附着在衬底材料上应用辐照固化来处理在纸制品、塑料、木制材料、织物、皮革、金属板和箔、石膏板、玻璃等衬底上的复合涂层, 可用于建筑材料( 地板、天花板、墙壁装饰板等) ; 机械、家电、家具、食品等的包装材料; 艺术品和印刷品等纤维和织物的改性处理纤维和织物都是高分子材料, 经射线照射也会发生聚合、交联、接枝的作用, 因此把辐照技术引入纺织工业, 可以改进织物特别是合成纤维织物的性能以及减少对环境的污染,织物的辐照技改性和辐照固化相结合, 还可生产植绒织物和无纺布2.1.4 医疗品消毒灭菌 辐照消毒与常规消毒相比有很多优点: 应用辐照消毒不仅价格便宜, 而且无污染问题, 不会产生化学物质的残留; 另外, 灭菌彻底, 并可在常温下进行食品防腐和保鲜根据许多国家通过对辐照产品安全性和营养成分进行分析研究后, 制定的对不同照射对象的辐照剂量标准对粮食及蔬菜水果等食品投放合适的射线剂量, 可以达到彻底杀灭微生物和病虫、抑制霉变及发芽, 防腐和保鲜的功效, 既没有因为使用药物或防腐剂造成的毒副作用, 又可保证人体服用后的绝对安全及延长了保存期和减少了损失。
医疗产品辐照消毒的应用：辐照消毒有灭菌彻底,无污染,无残留,价格便宜,节省能源,操作方便,可在常温下灭菌消毒等优点.已发展成为一种不可代替的新技术,形成了一定的产业规模,特别在国际上几乎全部废止化学消毒灭菌的办法后.其应用具有不可。