電子加速器跟鈷源的比較

1.    經濟成本的比較

鈷-60的新源價格和廢源的處理費用近年來大幅度上升。目前，鈷-60的新源價格約人民幣25元/居里，廢源的處理費用約人民幣5元/居里，總價格約為人民幣30元/居里。這樣，100萬居里輻照當量的鈷-60源的投資為3000萬元。加上廠房車間等基本建設和附屬設施，總投資約4000萬元。由于鈷-60的半衰期為5.27年且具有一定的輻照壽命，每年損耗約17%。因此，僅鈷-60源的消耗的運行成本為每年約510萬元。加上用電費用等，年運行費用約700萬元。

對于10MeV/20kW的電子加速器，設備投資僅1380萬元，加上廠房車間等基本建設和附屬設施，總投資約2500萬元。10MeV/20kW的電子加速器輻照當量為135萬居里，考慮到加工效率，加工能力相當于200萬居里。而且，電子加速器沒有當量衰減問題，其運行成本僅僅是耗電費用和易損部件的更換，年運行成本只需約300萬元左右，僅為鈷-60的43%。如果與鈷-60在相同的加工能力下計算，電子加速器的年運行成本只有200萬元左右，是鈷-60的29%。

2、環境保護與節能

鈷-60是一種放射性元素，不斷釋放放射性射線，其運輸和管理要求極為嚴格。更嚴重的是，鈷-60源在失去工業輻照加工能力后，依然存在對人有足夠傷害能力的放射性核殘留，其核污染期限可達上百年，因此廢源的處理非常困難。此外，鈷-60的使用和廢源處理，還存在著國際性的恐怖安全問題。而電子加速器產生的高能電子束，完全是由電力轉化而來，只要關斷電源，其放射性即行消失，不存在任何放射性殘留，徹底解決了鈷-60存在的各種核安全問題。另外，鈷-60的半衰期為5.27年，即每5.27年鈷-60的放射強度就減少一半，因此需要不斷進行源的補充和廢源的處理，增加了對鈷-60源的拆裝、運輸、保管的困難。在目前環保和防恐已成為世界關注焦點的形勢下，采用電子加速器輻照加工比鈷-60擁有更加明顯的安全優勢和發展潛力。

鈷-60的輻射是持續的，無論是否正用于輻照加工，能源一直在損耗，不可避免地導致能源浪費。另一方面，鈷-60的射線呈360°發散型，輻照射線利用率僅為20％～30％，輻照效率低，進一步浪費了能源。同時，由于泄漏在空氣中的射線多，防護措施要求也更為嚴格。電子加速器僅依賴電源工作，在沒有輻照加工時，可以關斷電源，沒有任何能量損耗。并且，電子加速器的射線為定向輻照，射線利用率高達60％-80％，甚至更高，節能效果非常明顯。

3、適用范圍

由于鈷-60的射線利用率和劑量率較低，因此所需要的輻照加工時間很長。例如，對于通常需要5KGy左右劑量的農副產品或其它領域的普通滅菌處理，采用100萬居里的鈷-60輻照，每噸大約需要5個小時。這對于脫水蔬菜、調味品等的輻照還可以使用，但對于冰鮮產品的輻照是非常不利的。而在需要較大劑量輻照加工的情況下，輻照時間更長，特別在材料改性和制備等工業領域，甚至可導致實際上的不可應用。例如，輻照制備納米氧化鐵需要300KGy，采用100萬居里的鈷-60輻照，每噸大約需要半個多月的時間。這樣長的輻照加工時間和如此低的輻照劑量率，在許多情況下實際上已經無法應用。

如果采用10MeV/20kW的電子加速器輻照，同樣給與普通滅菌的農副產品以5KGy左右的劑量，每噸只需要10分鐘。這不但極大地提高了加工效率，而且對于諸如冰鮮產品的加工是非常有益的。更重要的是，對于諸如需要300KGy劑量的納米氧化鐵制備，每噸也只需要8-10小時，真正能夠達到實用程度，而且，很多材料的改性要求必須在短時間內施加足夠大的輻照劑量才能達到改性效果，而這正是電子加速器的優勢。因此，電子加速器輻照加工的實際應用領域比鈷-60更為廣泛，適用范圍也更大。

用射線來輻照代表著國際加工業的發展方向。電子加速器技術對工業產品或農產品進行輻照加工，主要應用領域如下：

1) 利用電子束輻照快速晶閘管、芯片，可改變優化產品的性能。

2) 降解水產品、蜂制品中殘留氯霉素，達到出口國的農藥殘留衛生標準。

3) 農副產品、食品、海、水產品的保鮮，達到殺菌、殺蟲、抑制發芽、延長貨架期的目的。

4) 一次性醫療衛生用品的消毒滅菌（醫用敷料、紗布、手套、手術用醫療器械等）

5) 中成藥、保健品的殺菌。利用電子束能有效殺死中成藥、保健品中的各種有害病菌，達到實用衛生要求。

6) 黃玉、珍珠、水晶致色，提高產品品質，增加產品附加值。

7) 高分子材料的降解。利用電子束降解PTFE，獲取微米級和納米級超細粉。

8) 可用于酒類的輻照陳化等。

9) 寵物飼料的殺菌。利用電子束能有效殺死寵物飼料中各種細菌，特別是沙門氏菌。從而達到寵物食用的衛生標準。

10) 各種玩具的殺菌。為了保證各種玩具在生產過程中產生的細菌污染會直接影響到兒童的身體健康，要對它進行電子束殺菌，從而達到衛生要求。

11) 化妝品原料中的有害菌和化妝品在生產中因污染產生的細菌將對皮膚帶來潛在危險，而高溫滅菌又會破壞化妝品自身的特性，影響其質量，利用電子束滅菌是在常溫下進行的，對于不耐高溫的化妝品是一種理想的滅菌方法。

12) 商品養護（防霉）。各種商品經電子束輻照后可起到防霉作用，從而達到對商品的養護。

四、和伽馬射線滅菌的不同

和一般的用伽瑪射線來進行輻照加工不同，利用加速器進行輻照的優點與特點是：

1) 快速輻照。輻照加工時間短，例如對一箱產品殺菌，耗時僅1分鐘；而用伽瑪源輻照可能要數十分鐘。

2) 吸收劑量均勻。采用動態的傳送裝置，產品吸收劑量的不均勻度<5%。一次性大批量加工也可以小批量加工，加工方式靈活而且加工速度快。

3) 無任何毒性和殘留，不添加任何化學試劑，不影響產品原有成分和品質。

4) 可事先對產品密封包裝，在輻照時不拆產品包裝箱。能快速、安全通過。無二次污染。

5) 無環境污染。關機后無射線。安全可靠！而用伽瑪源存在源的浪費和費源的處理問題。

6) 降解水產品、蜂產品中殘留氯霉素，是目前國內外唯一的方法。

應用電子束直線加速器建立以處理食品、飲料、藥材、醫用器械等的輻照中心，對于提高食品質量，保證食品安全，擴大出口，具有重大意義，將會對我國特別是輻照中心周邊地區帶來良好的經濟和社會效益，電子束直線加速器將會在一定領域逐漸替代以鈷源為放射源的輻照裝置。