电子加速器跟钴源的比较

1.    经济成本的比较

钴-60的新源价格和废源的处理费用近年来大幅度上升。目前，钴-60的新源价格约人民币25元/居里，废源的处理费用约人民币5元/居里，总价格约为人民币30元/居里。这样，100万居里辐照当量的钴-60源的投资为3000万元。加上厂房车间等基本建设和附属设施，总投资约4000万元。由于钴-60的半衰期为5.27年且具有***的辐照寿命，每年损耗约17%。因此，仅钴-60源的消耗的运行成本为每年约510万元。加上用电费用等，年运行费用约700万元。

对于10MeV/20kW的电子加速器，设备投资仅1380万元，加上厂房车间等基本建设和附属设施，总投资约2500万元。10MeV/20kW的电子加速器辐照当量为135万居里，考虑到加工效率，加工能力相当于200万居里。而且，电子加速器没有当量衰减问题，其运行成本仅仅是耗电费用和易损部件的更换，年运行成本只需约300万元左右，仅为钴-60的43%。如果与钴-60在相同的加工能力下计算，电子加速器的年运行成本只有200万元左右，是钴-60的29%。

2、环境保护与节能

钴-60是一种放射性元素，不断释放放射性射线，其运输和管理要求极为严格。更严重的是，钴-60源在失去工业辐照加工能力后，依然存在对人有足够伤害能力的放射性核残留，其核污染期限可达上***，因此废源的处理非常困难。此外，钴-60的使用和废源处理，还存在着***性的恐怖安全问题。而电子加速器产生的高能电子束，完全是由电力转化而来，只要关断电源，其放射性即行消失，不存在任何放射性残留，***解决了钴-60存在的各种核安全问题。另外，钴-60的半衰期为5.27年，即每5.27年钴-60的放射强度就减少一半，因此需要不断进行源的补充和废源的处理，增加了对钴-60源的拆装、运输、保管的困难。在目前环保和防恐已成为世界关注焦点的形势下，采用电子加速器辐照加工比钴-60拥有更加明显的安全优势和发展潜力。

钴-60的辐射是持续的，无论是否正用于辐照加工，能源一直在损耗，不可避免地导致能源浪费。另一方面，钴-60的射线呈360°发散型，辐照射线利用率仅为20％～30％，辐照效率低，进一步浪费了能源。同时，由于泄漏在空气中的射线多，防护措施要求也更为严格。电子加速器仅依赖电源工作，在没有辐照加工时，可以关断电源，没有任何能量损耗。并且，电子加速器的射线为定向辐照，射线利用率高达60％-80％，甚至更高，节能效果非常明显。

3、适用范围

由于钴-60的射线利用率和剂量率较低，因此所需要的辐照加工时间很长。例如，对于通常需要5KGy左右剂量的农副产品或其它领域的普通灭菌处理，采用100万居里的钴-60辐照，每吨大约需要5个小时。这对于脱水蔬菜、调味品等的辐照还可以使用，但对于冰鲜产品的辐照是非常不利的。而在需要较大剂量辐照加工的情况下，辐照时间更长，特别在材料改性和制备等工业领域，甚至可导致实际上的不可应用。例如，辐照制备纳米氧化铁需要300KGy，采用100万居里的钴-60辐照，每吨大约需要半个多月的时间。这样长的辐照加工时间和如此低的辐照剂量率，在许多情况下实际上已经无法应用。

如果采用10MeV/20kW的电子加速器辐照，同样给与普通灭菌的农副产品以5KGy左右的剂量，每吨只需要10分钟。这不但***地提高了加工效率，而且对于诸如冰鲜产品的加工是非常有益的。更重要的是，对于诸如需要300KGy剂量的纳米氧化铁制备，每吨也只需要8-10小时，真正能够达到实用程度，而且，很多材料的改性要求必须在短时间内施加足够大的辐照剂量才能达到改性效果，而这正是电子加速器的优势。因此，电子加速器辐照加工的实际应用领域比钴-60更为广泛，适用范围也更大。

用射线来辐照代表着***加工业的发展方向。电子加速器技术对工业产品或农产品进行辐照加工，主要应用领域如下：

1) 利用电子束辐照快速晶闸管、芯片，可改变优化产品的性能。

2) 降解水产品、蜂制品中残留***，达到出口国的农药残留卫生标准。

3) 农副产品、食品、海、水产品的保鲜，达到杀菌、杀虫、抑制发芽、延长货架期的目的。

4) 一次性医疗卫生用品的消毒灭菌（医用敷料、纱布、手套、手术用医疗器械等）

5) 中成药、保健品的杀菌。利用电子束能有效杀死中成药、保健品中的各种有害病菌，达到实用卫生要求。

6) 黄玉、珍珠、水晶致色，提高产品品质，增加产品附加值。

7) 高分子材料的降解。利用电子束降解PTFE，获取微米级和纳米级超细粉。

8) 可用于酒类的辐照陈化等。

9) 宠物饲料的杀菌。利用电子束能有效杀死宠物饲料中各种细菌，特别是沙门氏菌。从而达到宠物食用的卫生标准。

10) 各种玩具的杀菌。为了保证各种玩具在生产过程中产生的细菌污染会直接影响到儿童的身体健康，要对它进行电子束杀菌，从而达到卫生要求。

11) 化妆品原料中的有害菌和化妆品在生产中因污染产生的细菌将对皮肤带来潜在危险，而高温灭菌又会破坏化妆品自身的特性，影响其质量，利用电子束灭菌是在常温下进行的，对于不耐高温的化妆品是一种理想的灭菌方法。

12) 商品养护（防霉）。各种商品经电子束辐照后可起到防霉作用，从而达到对商品的养护。

四、和伽马射线灭菌的不同

和一般的用伽玛射线来进行辐照加工不同，利用加速器进行辐照的优点与特点是：

1) 快速辐照。辐照加工时间短，例如对一箱产品杀菌，耗时仅1分钟；而用伽玛源辐照可能要数十分钟。

2) 吸收剂量均匀。采用动态的传送装置，产品吸收剂量的不均匀度<5%。一次性大批量加工也可以小批量加工，加工方式灵活而且加工速度快。

3) 无任何毒性和残留，不添加任何化学试剂，不影响产品原有成分和品质。

4) 可事先对产品密封包装，在辐照时不拆产品包装箱。能快速、安全通过。无二次污染。

5) 无环境污染。关机后无射线。安全可靠！而用伽玛源存在源的浪费和费源的处理问题。

6) 降解水产品、蜂产品中残留***，是目前国内外***的方法。

应用电子束直线加速器建立以处理食品、饮料、药材、医用器械等的辐照中心，对于提高食品质量，保证食品安全，扩大出口，具有重大意义，将会对我国特别是辐照中心周边地区带来良好的经济和社会效益，电子束直线加速器将会在***领域逐渐替代以钴源为放射源的辐照装置。