食品与半导体辐照加工等行业对射线设备性能的要求

      大镭核新技术研究部

            射线辐照加工行业是新兴的发展中的行业,身为行业之中的科技人员,不得不经常思考这样一个问题:我们是在把先进的技术如何去更好地应用,还是在应用中去发现、提高,根据应用中的需求去提炼更先进的技术和设备?


        对于工业辐照应用,主要可以分为两大类:

  • 低、中能量射线的辐照加工,主要用在热缩材料制备、橡胶硫化、线缆辐照等对射线穿透深度要求不高的工业加工生产中,应用设备主要为高压型电子加速器,能量不高但输出射线功率强大,目前在工业生产中应用广泛,技术和设备都比较成熟。

  • 要求射线穿透深度比较深的高能量(10MeV)的射线辐照加工,如食品、农副产品、医疗用品、半导体材料辐照加工等。除了传统的60Co γ射线辐照装置外,目前已有逐步用新型的基于电磁场多级加速的电子加速器取代的趋势。


            用电磁场多次对电子加速使其达到所需要的能量,可想而知系统该有多复杂,技术含量该有多高,而对于工业辐照应用,要求则更高,目前这方面的技术和设备还处于不断的发展之中。也是制约辐照行业快速发展的瓶颈之一。

            对于食品类产品辐照加工(灭菌、药残降解),半导体产品辐照改性,由于成品包装体积及硅片掺杂工艺要求,射线产生设备采用能量为10MeV的电子加速器是个不错的选择。但目前还存在一系列的问题:

  • 技术上的难度,使人望而生畏;建加速器辐照装置不像是工业投资,而更像是科技攻关,时间周期影响投资效益;

  • 设备系统还只停留在实验室产品阶段,只是达到功能要求,像是电子产品研制过程中的面包板。

  • 辐照加速器处于高功率(脉冲数MW量级),高电压(100多千伏),强电磁辐射,连续大功率工作,耗件部件(电真空器件)不稳定,更换成本太高,运行维护困难。

  • 能量转化效率低,输出功率受限制。


            找出问题,攻克难关,是技术进步的阶梯。我们从2003年进入辐照行业,在技术第一线感知和磨炼,欲望和冲动成就了我们的抱负和理想,十年磨一剑,为开发制造出先进、简单、可靠、易用、低成本的新型高能电子加速器产品而努力。


        食品类辐照加工对射线设备的要求:

  • 能量要求,功率要求,能谱要求,扫描方式和要求,加速方式,,稳定性要求,可靠性要求。

  • 简单,高可靠,智能化,低成本。

  • 按照实际需求和现在能达到的技术水平,采用输出束功率10KW左右S波段微波直线加速器应该是一个较为明智的选择。

  • 高功率高能量直线电子加速器系统组成

  • 如何变成模块化的设备组合,设备是工厂化的产品,出厂前已完成整机联调技术指标测试,用户现场只需安装组合,用户只是使用,后期技术支持服务由厂方完成。

  • 整套设备归结为主机、脉冲功率源、热循环系统、控制系统、束下系统

        特点:

  • 简单,设备就位连接线缆管道即可使用

  • 易用,可靠,维护成本低,自动调整适应多种工况;精致,追求高效,节能,提高易耗部件寿命,降低运行成本。

  • 智能化程度高

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