淺析輻射加工發(fā)展現(xiàn)狀

羅玉川　張悅

摘 要：在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的積極倡導(dǎo)下，輻射加工作為一種新型的原子能和平利用方式，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)，工業(yè)，環(huán)境保護(hù)等重大國(guó)民生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮極大的推動(dòng)作用。本文將從輻射消毒，輻射化工，輻射對(duì)環(huán)境保護(hù)應(yīng)用等角度簡(jiǎn)要闡述輻射加工發(fā)展現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：輻射加工；輻射消毒；輻射化工；環(huán)境保護(hù)

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

1 輻射化工

輻射化工主要涉及輻射交聯(lián)，輻射聚合，輻射接枝等加工技術(shù)。輻射化工加工方法較傳統(tǒng)化工加工方法具有能耗低，污染小，安全性高，產(chǎn)品性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。最早輻射化工加工出的產(chǎn)品輻射交聯(lián)聚乙烯，具有良好的絕熱隔音和緩沖性能。同時(shí)它的耐腐蝕、抗熱阻燃性能更為優(yōu)異，能夠在-30 ℃～ 1 0 0℃的溫度范圍內(nèi)保持性能穩(wěn)定。輻射交聯(lián)加工出的聚乙烯絕緣層，已應(yīng)用于電線、電纜的制造工藝中。這種輻射交聯(lián)電線耐熱、耐腐蝕性能好，可提高設(shè)備的可靠性，并使之小型化，已廣泛用于航天、通信、汽車、家用電器等工業(yè)中的配線材料。輻射聚合采用60Co， γ射線，離子或中子等高能輻射源，使得單體或其他化合物分子產(chǎn)生離子和自由基，形成活性中心，實(shí)現(xiàn)單體的聚合，生產(chǎn)新型材料。其優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)易于控制，產(chǎn)品純凈度高，對(duì)反應(yīng)條件的要求較低，可在常溫條件下進(jìn)行。輻射聚合已用于菲涅爾透鏡和聚光鏡的生產(chǎn)，利用輻射引發(fā)丙烯酞胺聚合實(shí)現(xiàn)酶的固定化。輻射聚合已經(jīng)開始逐步應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)材料，污染防治等領(lǐng)域。輻射接枝作為一種重要的輻射改性的方法，在輻射交聯(lián)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，雖然發(fā)展起步較輻射交聯(lián)晚，但發(fā)展速度迅猛，現(xiàn)已逐步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。輻射接枝聚合具有工藝簡(jiǎn)單，單體利用率高，產(chǎn)品純度高等特點(diǎn)。利用高能輻射使聚合物骨架產(chǎn)生若干活性點(diǎn)，在活性點(diǎn)上接枝單體或聚合物。例如聚氯乙烯輻射接枝丙烯睛，可顯著改善其耐沖擊和耐熱性能。

2 輻射消毒

輻射消毒最早的是1956年美國(guó)的Ethicon公司用一臺(tái)電子直線加速器對(duì)手術(shù)縫線、皮下注射器及針頭等一次性用品進(jìn)行輻射消毒， 由此拉開了輻射消毒領(lǐng)域發(fā)展的序幕。輻射殺菌，通常是用α射線、γ射線，這些高能帶電或不帶電的射線引起食品中微生物、昆蟲發(fā)生一系列生物物理和生物化學(xué)反應(yīng)，相應(yīng)的功能蛋白出現(xiàn)變性現(xiàn)象，最終使它們的新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制或破壞，甚至使細(xì)胞組織死亡。輻射消毒主要采用的放射性同位素Co60γ衰變產(chǎn)生的γ射線以及紫外線照射輻射消毒是較常規(guī)加熱消毒、化學(xué)消毒等方法，具有能耗低，操作簡(jiǎn)單，效率高，安全可靠等加熱消毒法和化學(xué)消毒法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)其可密封處理 ， 不易發(fā)生再污染，利于長(zhǎng)期保持滅菌狀態(tài)。能連續(xù)處理，生產(chǎn)率高，在處理量大的情況下，成本低廉，所以發(fā)展異常迅速。世界各國(guó)大力發(fā)展這一新型技術(shù)，建立相應(yīng)的輻照實(shí)驗(yàn)裝置，除傳統(tǒng)地對(duì)醫(yī)療器械消毒，相應(yīng)的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于對(duì)食品，養(yǎng)殖業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，特別是對(duì)不耐熱的物品滅菌，如橡膠、塑料、高分子聚合物、精密醫(yī)療儀器等有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)對(duì)于醫(yī)療用品進(jìn)行了輻射消毒工藝和材料輻射效應(yīng)研究，確定了輻照工藝參數(shù)和基本工藝流程，為實(shí)際生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

3 輻射加工對(duì)環(huán)境保護(hù)的應(yīng)用

輻射加工對(duì)環(huán)境保護(hù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)污染物的輻射處理方法，采用γ射線等射線作用對(duì)環(huán)境污染物進(jìn)行相應(yīng)的處理，有效降解有毒有害有機(jī)物，微生物等，提高沉降過濾性能，改善廢水固體成分。射線除去與污染物直接發(fā)生作用使其變性，還包括與介質(zhì)作用產(chǎn)生一定的自由基，離子基等，與污染物反應(yīng)達(dá)到降解污染物的目的。 γ放射源與電子輻照在污泥處理上運(yùn)用已十分廣泛，除能有效去除有害致病菌和危險(xiǎn)化合物，同時(shí)處理過程中的成本進(jìn)一步降低，對(duì)設(shè)備的腐蝕進(jìn)一步減少，處理后的污泥可直接用于肥料，肥效良好。利用核輻射射線對(duì)化石燃料燃燒產(chǎn)生含有SO2和NO2的尾氣進(jìn)行處理，去除效率可達(dá)80%-100%?？諝庵械乃脱踉谏渚€的作用下產(chǎn)生O，OH等氧化能力較強(qiáng)的離子，與廢氣中的氮氧化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生的硫酸，硝酸等被裝置成功收集，達(dá)到降低廢氣中污染物的含量水平。收集得到的酸與裝置中預(yù)置的氨反應(yīng)，同時(shí)得到硫酸銨和硝酸銨等復(fù)鹽，可以用作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的肥料。世界各國(guó)在利用輻射加工技術(shù)對(duì)污染進(jìn)行治理進(jìn)行了大量的嘗試與探索。日本采用輻射同臭氧聯(lián)合處理的方法解決城市自來水中有機(jī)氯的殘留問題，德國(guó)嘗試使用γ射線對(duì)井水處理，減少其中鐵，錳氧化物的水解物的生成。各國(guó)開始逐步嘗試使用輻射處理方法與傳統(tǒng)化工方法相結(jié)合的方式提高對(duì)污染物的治理效率，利用高能射線的能量實(shí)現(xiàn)對(duì)廢物的改造利用。

4 總結(jié)

輻射加工技術(shù)自產(chǎn)生以來，圍繞人類發(fā)展的需求與挑戰(zhàn)，不斷發(fā)展創(chuàng)新，由傳統(tǒng)的化工材料改性向醫(yī)藥衛(wèi)生，食品加工，安全檢疫，環(huán)境保護(hù)等方向邁進(jìn)，形成新的學(xué)科領(lǐng)域和應(yīng)用方向。同時(shí)我國(guó)與國(guó)際輻射加工技術(shù)的發(fā)展仍存在一定的差距，仍有極大的上升空間和市場(chǎng)亟待開發(fā)利用，通過制定相應(yīng)的行業(yè)準(zhǔn)則進(jìn)一步規(guī)范相關(guān)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。作為一門新型技術(shù)，輻射技工有望為人類進(jìn)一步解決人口，資源與環(huán)境等問題提供新的可能和解決方案。endprint