浅析辐射加工发展现状

罗玉川　张悦

摘 要：在国际原子能机构的积极倡导下，辐射加工作为一种新型的原子能和平利用方式，已经在农业，工业，环境保护等重大国民生产领域发挥极大的推动作用。本文将从辐射消毒，辐射化工，辐射对环境保护应用等角度简要阐述辐射加工发展现状。

关键词：辐射加工；辐射消毒；辐射化工；环境保护

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

1 辐射化工

辐射化工主要涉及辐射交联，辐射聚合，辐射接枝等加工技术。辐射化工加工方法较传统化工加工方法具有能耗低，污染小，安全性高，产品性能优良等优点。最早辐射化工加工出的产品辐射交联聚乙烯，具有良好的绝热隔音和缓冲性能。同时它的耐腐蚀、抗热阻燃性能更为优异，能够在-30 ℃～ 1 0 0℃的温度范围内保持性能稳定。辐射交联加工出的聚乙烯绝缘层，已应用于电线、电缆的制造工艺中。这种辐射交联电线耐热、耐腐蚀性能好，可提高设备的可靠性，并使之小型化，已广泛用于航天、通信、汽车、家用电器等工业中的配线材料。辐射聚合采用60Co， γ射线，离子或中子等高能辐射源，使得单体或其他化合物分子产生离子和自由基，形成活性中心，实现单体的聚合，生产新型材料。其优点在于反应易于控制，产品纯净度高，对反应条件的要求较低，可在常温条件下进行。辐射聚合已用于菲涅尔透镜和聚光镜的生产，利用辐射引发丙烯酞胺聚合实现酶的固定化。辐射聚合已经开始逐步应用于生物医学材料，污染防治等领域。辐射接枝作为一种重要的辐射改性的方法，在辐射交联的基础上发展而来，虽然发展起步较辐射交联晚，但发展速度迅猛，现已逐步应用于工业生产。辐射接枝聚合具有工艺简单，单体利用率高，产品纯度高等特点。利用高能辐射使聚合物骨架产生若干活性点，在活性点上接枝单体或聚合物。例如聚氯乙烯辐射接枝丙烯睛，可显著改善其耐冲击和耐热性能。

2 辐射消毒

辐射消毒最早的是1956年美国的Ethicon公司用一台电子直线加速器对手术缝线、皮下注射器及针头等一次性用品进行辐射消毒， 由此拉开了辐射消毒领域发展的序幕。辐射杀菌，通常是用α射线、γ射线，这些高能带电或不带电的射线引起食品中微生物、昆虫发生一系列生物物理和生物化学反应，相应的功能蛋白出现变性现象，最终使它们的新陈代谢、生长发育受到抑制或破坏，甚至使细胞组织死亡。辐射消毒主要采用的放射性同位素Co60γ衰变产生的γ射线以及紫外线照射辐射消毒是较常规加热消毒、化学消毒等方法，具有能耗低，操作简单，效率高，安全可靠等加热消毒法和化学消毒法无法比拟的优点。同时其可密封处理 ， 不易发生再污染，利于长期保持灭菌状态。能连续处理，生产率高，在处理量大的情况下，成本低廉，所以发展异常迅速。世界各国大力发展这一新型技术，建立相应的辐照实验装置，除传统地对医疗器械消毒，相应的技术已经应用于对食品，养殖业等领域广泛应用，特别是对不耐热的物品灭菌，如橡胶、塑料、高分子聚合物、精密医疗仪器等有着独特的优势。同时对于医疗用品进行了辐射消毒工艺和材料辐射效应研究，确定了辐照工艺参数和基本工艺流程，为实际生产提供技术依据。

3 辐射加工对环境保护的应用

辐射加工对环境保护的应用主要体现在对污染物的辐射处理方法，采用γ射线等射线作用对环境污染物进行相应的处理，有效降解有毒有害有机物，微生物等，提高沉降过滤性能，改善废水固体成分。射线除去与污染物直接发生作用使其变性，还包括与介质作用产生一定的自由基，离子基等，与污染物反应达到降解污染物的目的。 γ放射源与电子辐照在污泥处理上运用已十分广泛，除能有效去除有害致病菌和危险化合物，同时处理过程中的成本进一步降低，对设备的腐蚀进一步减少，处理后的污泥可直接用于肥料，肥效良好。利用核辐射射线对化石燃料燃烧产生含有SO2和NO2的尾气进行处理，去除效率可达80%-100%。空气中的水和氧在射线的作用下产生O，OH等氧化能力较强的离子，与废气中的氮氧化合物发生氧化还原反应，产生的硫酸，硝酸等被装置成功收集，达到降低废气中污染物的含量水平。收集得到的酸与装置中预置的氨反应，同时得到硫酸铵和硝酸铵等复盐，可以用作农业生产过程中使用的肥料。世界各国在利用辐射加工技术对污染进行治理进行了大量的尝试与探索。日本采用辐射同臭氧联合处理的方法解决城市自来水中有机氯的残留问题，德国尝试使用γ射线对井水处理，减少其中铁，锰氧化物的水解物的生成。各国开始逐步尝试使用辐射处理方法与传统化工方法相结合的方式提高对污染物的治理效率，利用高能射线的能量实现对废物的改造利用。

4 总结

辐射加工技术自产生以来，围绕人类发展的需求与挑战，不断发展创新，由传统的化工材料改性向醫药卫生，食品加工，安全检疫，环境保护等方向迈进，形成新的学科领域和应用方向。同时我国与国际辐射加工技术的发展仍存在一定的差距，仍有极大的上升空间和市场亟待开发利用，通过制定相应的行业准则进一步规范相关领域的可持续发展。作为一门新型技术，辐射技工有望为人类进一步解决人口，资源与环境等问题提供新的可能和解决方案。endprint