Y辐照装置及其应用PDF电子书下载

第一篇 辐射加工技术基础知识 3

第一章 绪论 3

1.1 原子能的发现及核技术的应用 3

1.1.1 原子能的发现 3

1.1.2 军用核技术 3

1.1.3 民用核技术 3

1.2 辐射加工及其特点 4

1.2.1 什么是辐射加工 4

1.2.2 辐射加工技术的特点 4

1.3 辐射加工技术的国际发展概况 5

1.3.1 辐射加工的起步 5

1.3.2 应用领域广泛 5

1.3.3 国际交流十分活跃 5

1.3.4 亚太地区发展情况 5

1.4 辐射加工技术的国内发展概况 6

1.4.1 我国辐射加工技术的发展历程 6

1.4.2 我国辐射加工工业化现状 7

1.4.3 影响辐射加工技术产业化的主要问题 11

第二章 辐射加工技术要点 13

2.1 辐射加工的基本原理 13

2.1.1 放射性同位素与射线 13

2.1.2 射线的种类 13

2.1.3 射线与物质的相互作用 13

2.2 放射源 14

2.2.1 辐射加工中选择放射源的原则 14

2.2.2 钴-60放射源 14

2.2.3 铯-137放射源 16

2.2.4 钴-60源和铯-137源的比较 19

2.2.5 其他放射源 21

2.3 辐射加工工艺 21

2.3.1 辐射加工工艺研究的现状 21

2.3.2 辐射加工工艺的主要物理参数 21

2.3.3 辐射加工工艺研究中需要研究的其他参数 22

2.4 辐射加工装置 23

2.4.1 工业γ辐照装置 23

2.4.2 工业辐照用加速器 26

2.4.3 其他辐照装置 33

2.4.4 加速器与钴源辐照装置的比较 33

2.4.5 逐步用加速器替代钴源辐照装置 34

2.5 辐射加工的相关技术 35

2.5.1 反应堆技术 36

2.5.2 加速器技术 36

2.5.3 同位素制备技术 36

2.5.4 核辐射探测技术 36

2.5.5 电离辐射计量技术 36

2.5.6 辐射防护技术 36

第二篇 γ辐照装置 39

第三章 γ辐照装置的分类及组成 39

3.1 γ辐照装置的特点与发展 39

3.1.1 国外γ辐照装置的特点与发展 39

3.1.2 我国γ辐照装置的发展历程和特点 40

3.1.3 中国γ辐照装置的技术进步 41

3.2 γ辐照装置的分类 42

3.2.1 按装置中放射源的贮存方法分类 42

3.2.2 按装置的规模大小分类 43

3.2.3 按装置用途分类 44

3.2.4 按防护层结构特点分类 44

3.2.5 按辐照产品输送方式分类 45

3.2.6 按放射源排列方式分类 46

3.2.7 我国国家标准中γ辐照装置的分类 47

3.3 γ辐照装置主要组成部分 48

3.3.1 放射源的选择 48

3.3.2 源架及其操作系统 50

3.3.3 屏蔽防护系统 52

3.3.4 安全联锁系统 53

3.3.5 辐照产品输送系统 54

3.3.6 控制系统 56

3.3.7 剂量系统 57

3.3.8 通风系统 57

3.3.9 贮源水井及水处理系统 58

3.3.10 其他辅助系统和设备 59

3.4 几种典型辐照装置简介 60

3.4.1 加拿大诺迪安国际公司典型装置 60

3.4.2 北京三强核力辐射工程技术公司系列装置 61

第四章 γ辐照装置的辐照工艺及运行方式 64

4.1 放射源的排布与剂量场分布 64

4.1.1 放射源的排布 64

4.1.2 剂量场分布 64

4.2 静态堆码辐照的工艺 64

4.2.1 等剂量线 64

4.2.2 产品堆码及换面、换层与换位 65

4.2.3 货架堆码 66

4.3 动态辐照的辐照工艺 66

4.3.1 源超盖辐照方式 66

4.3.2 产品超盖辐照方式 66

4.3.3 产品输送系统中的过源机械 67

4.4 动态辐照的运行方式 67

4.4.1 多路多工位辐照 67

4.4.2 辐照箱中产品换面换层 69

4.5 提高放射源能量利用率 69

4.5.1 过源机械实现多路多工位辐照 69

4.5.2 产品超盖辐照技术 69

4.5.3 产品与放射源的距离 70

4.5.4 结构材料对射线的屏蔽 70

4.5.5 优化源在源架上的排布 70

4.5.6 提高装置的运行率 70

4.6 保证产品良好的吸收剂量均匀性 70

4.6.1 产品吸收剂量均匀性 70

4.6.2 合理排布放射源 70

4.6.3 科学换层换面 70

4.6.4 合理装载产品 71

4.6.5 产品与放射源的距离 71

4.7 γ辐照装置的辐照方式 71

4.7.1 小型试验研究型或堆放式辐照装置 71

4.7.2 生产型商用辐照装置 71

4.8 γ辐照装置辐照工艺过程简述 72

4.8.1 γ辐照装置的主要工艺过程 72

4.8.2 γ辐照装置的主要技术参数 72

4.8.3 主要工艺设备 72

4.8.4 装置的一般操作过程 74

4.9 辐照产品的质量控制 75

4.9.1 辐照场剂量分布测定 75

4.9.2 工艺参数的确定 75

4.9.3 取样监测 75

4.9.4 “照否”标志 76

4.9.5 装置启用前的工作 76

第五章 γ辐照装置的控制系统 77

5.1 控制系统的发展 77

5.1.1 静态辐照 77

5.1.2 人工装卸货及悬挂链输送、过源机械气动推进装置 77

5.1.3 自动装卸箱、辊道输送、悬挂链输送、过源机械气动（液压）推进装置 77

5.2 控制系统的主要任务 77

5.3 控制系统设计原则 77

5.4 控制系统的构成及其功能 78

5.4.1 控制系统的组成 78

5.4.2 板源架的升、降及液压站的控制 78

5.4.3 输送系统的控制 79

5.4.4 自动装卸箱系统及其控制 83

5.4.5 通风系统的远距离控制 85

5.4.6 货物门和人员通道门的控制 86

5.4.7 信号系统及语音报警 86

5.4.8 可编程序控制器（PLC）简介 87

5.4.9 数据管理及条码管理系统 88

5.5 安全联锁控制系统 91

5.5.1 升源前的无人检查 91

5.5.2 逗留辐照室人员的自我解救 92

5.5.3 保证检修人员在辐照室检修时的安全感的措施 92

5.5.4 γ剂量率监测仪的设置与阈值报警 92

5.5.5 工艺故障监控 93

5.5.6 箱门检测与源架安全 94

5.5.7 视频监控系统 94

5.6 辐照装置控制系统的操作与维修 95

5.6.1 控制系统的操作 95

5.6.2 控制系统的维修 96

第六章 γ辐照装置的产品剂量测量系统 97

6.1 剂量测量在辐照加工中的重要性 97

6.2 剂量测量在辐射加工各个阶段的作用 97

6.2.1 工艺研究 97

6.2.2 工艺设计 97

6.2.3 辐照装置试车过程 97

6.2.4 正式生产 98

6.2.5 日常剂量监测 98

6.3 辐照产品的剂量分布 98

6.3.1 不均匀度（系数） 98

6.3.2 剂量场计算 99

6.4 辐照加工中常用剂量计 104

6.4.1 剂量计的分类 104

6.4.2 剂量计的选择 104

6.4.3 剂量计的校准 105

6.4.4 常用剂量计 105

6.5 剂量监测的标准化与测量质量保证 105

6.5.1 剂量监测的标准化 105

6.5.2 量值溯源系统 106

6.5.3 剂量测量质量保证 106

第七章 γ辐照装置的辐射防护与安全分析 108

7.1 辐射防护的基本知识 108

7.1.1 原子与原子核 108

7.1.2 同位素与放射性 108

7.1.3 放射性衰变规律、半衰期 110

7.1.4 γ射线在物质中的减弱 110

7.1.5 常用辐射量及其单位 110

7.1.6 辐射防护原则 111

7.1.7 外照射防护的基本原则 111

7.2 辐照室的辐射防护 113

7.2.1 γ辐照装置的辐射防护目标值 113

7.2.2 辐照室的屏蔽防护 113

7.3 辐照室的通风 117

7.3.1 臭氧的产生、排放和扩散 117

7.3.2 辐照室内氢气产生量及其危险度估算 118

7.4 放射性工作场所分区 119

7.5 辐照装置的辐射安全要求 119

7.6 放射性废物管理 119

7.6.1 退役和破损放射源 119

7.6.2 其他固体废物 120

7.6.3 被污染的贮源井水 120

第三篇 γ辐照装置的设计、建造与运行 123

第八章 γ辐照装置的设计 123

8.1 项目建议书或可行性研究报告 123

8.1.1 项目建议书 123

8.1.2 项目可行性研究报告 123

8.2 项目环境评价与安全分析 123

8.2.1 概述 123

8.2.2 自然环境与社会状况 124

8.2.3 工程分析与源项 124

8.2.4 辐射防护与安全措施 125

8.2.5 辐照装置的环境影响 125

8.2.6 安全管理 126

8.2.7 利益—代价简要分析 126

8.2.8 公众参与 126

8.2.9 结论与建议 127

8.3 γ辐照装置设计 127

8.3.1 γ辐照装置的设计单位 127

8.3.2 设计原则 127

8.3.3 设计计算 128

8.3.4 设计要求 128

8.3.5 设计文件 129

8.4 建筑工程设计步骤 130

8.4.1 初步设计 130

8.4.2 施工图设计 130

第九章 γ辐照装置的建造与施工 131

9.1 建设步骤与设计基准期 131

9.1.1 建设步骤 131

9.1.2 设计基准期 131

9.2 工程施工及质量监督 131

9.2.1 施工单位 131

9.2.2 施工要求 131

9.2.3 施工质量监督 132

9.3 贮源水井的施工 132

9.3.1 贮源井采用沉井方法施工 132

9.3.2 贮源井井覆面加工要求 132

9.4 其他工程 133

9.4.1 操作间（装卸料大厅） 133

9.4.2 控制室 133

9.4.3 辅助厂房的施工 133

第十章 γ辐照装置设备的安装调试与试运行 134

10.1 设备安装调试 134

10.1.1 技术要求 134

10.1.2 步骤 134

10.1.3 主要设备的调试 135

10.2 装置投产前的准备工作 136

10.2.1 设备安装 136

10.2.2 人员培训 136

10.2.3 技术准备 136

10.2.4 生产准备 136

10.2.5 规章制度的准备 136

10.2.6 辐射本底测量及周围环境剂量监测 136

10.2.7 辐射剂量场测定 136

10.2.8 其他准备工作 137

10.3 装源与倒换源的操作 137

10.3.1 装源前的准备工作 137

10.3.2 装换源的操作程序 137

10.3.3 注意事项 139

10.4 放射源的运输 140

10.4.1 购源流程 140

10.4.2 国内关于放射源运输的法律法规 140

10.4.3 放射源运输的安全要求 141

10.5 运输容器的安全保管 142

10.6 放射源的补充及废源管理 142

10.7 板源架的升降操作、安全措施及事故处理 143

10.8 产品输送系统的操作运行及事故处理 144

10.8.1 开车前的线路检查 144

10.8.2 操作运行 144

10.8.3 安全措施及事故处理 144

10.9 通风系统的操作运行 144

10.10 水处理系统的操作运行 145

第十一章 γ辐照装置的运行 146

11.1 运行管理 146

11.1.1 运营单位的责任及资格 146

11.1.2 运行人员的责任和资格 146

11.1.3 主控人员（班长或控制台操作员）的条件与职责 146

11.1.4 剂量人员的条件和职责 147

11.2 操作人员的安全及剂量管理 147

11.2.1 操作人员的安全运行管理 147

11.2.2 操作人员的剂量管理 147

11.3 人员培训 148

11.4 运行记录 148

11.4.1 运行记录的意义 148

11.4.2 运行记录的内容 149

11.5 放射源的增加和更换 149

11.6 设备的定期检查和维修 149

11.6.1 意义 149

11.6.2 方式 149

11.6.3 检测内容 150

11.7 应急响应计划与事故处理 151

11.7.1 目的 151

11.7.2 内容 151

11.7.3 应急响应计划 151

11.7.4 报告 151

11.7.5 事故处理原则 151

11.7.6 源损坏和泄漏的处理 151

11.7.7 放射源提升系统及产品箱卡阻源架等事故的处理 151

11.7.8 井水污染的处理 152

11.8 日常管理和监督 152

11.9 退役（详见第十三章） 152

11.9.1 γ辐照装置退役 152

11.9.2 放射源的退役 153

第十二章 γ辐照装置的事故与预防 154

12.1 国内外辐射事故概况 154

12.1.1 研究辐射事故的意义与可接受概率 154

12.1.2 辐照装置辐射事故特点 155

12.1.3 国外辐射事故 156

12.1.4 国内辐射事故 161

12.2 辐射事故的预防 181

12.2.1 历史回顾和事故发生率 181

12.2.2 安全文化素养 183

12.2.3 技术措施 185

12.2.4 管理措施 186

第十三章 γ辐照装置的退役 189

13.1 退役原则 189

13.1.1 遵循辐射防护三原则和废物最小化原则 189

13.1.2 达到无限制开放使用 189

13.1.3 退役实施前先移除全部放射源 189

13.1.4 γ辐照装置设计寿期 189

13.1.5 责任 189

13.1.6 辐射安全 189

13.1.7 辐射监测 189

13.2 退役目标 190

13.2.1 剂量限制 190

13.2.2 清洁解控 190

13.2.3 无限制开放场址的土壤活度浓度限值 190

第四篇 γ辐照装置的应用 193

第十四章 γ辐照装置的应用范围 193

14.1 概述 193

14.2 辐射加工技术的主要应用领域 193

14.3 辐射加工的处理目的及其剂量范围 193

14.4 目前国内外标准中规定的各种辐照物的使用剂量 194

14.5 γ辐照装置的应用范围 198

第十五章 辐照食品 199

15.1 食品辐照加工的优点 199

15.1.1 能耗低，可节约能源 199

15.1.2 γ射线的穿透力强应用范围广 199

15.1.3 常温加工 199

15.1.4 无残留、无污染 199

15.1.5 改善品质 199

15.1.6 提高卫生质量 199

15.1.7 原包装加工 199

15.1.8 节省能源投资少 199

15.1.9 杀菌彻底 200

15.2 食品辐照加工的作用和目的 200

15.3 辐照食品的安全性 200

15.3.1 辐照食品 200

15.3.2 辐照食品卫生安全性研究的重要贡献 200

15.3.3 辐照食品的安全性 200

15.4 辐照食品国内外发展概况 201

15.4.1 国际辐照食品发展历程 201

15.4.2 中国食品辐照的发展 204

15.5 食品辐照工艺的研究 205

15.6 水果辐照检疫的发展 206

15.7 辐照食品的顾客接受性及商业化进展 207

15.8 辐照食品的发展方向 207

15.8.1 辐照食品的发展趋势 207

15.8.2 辐照食品目前的发展方向 207

15.9 食品辐照加工产业化飞速发展 208

15.9.1 食品辐照工艺标准日趋完善 208

15.9.2 食品辐照相关各项标准相继建立 208

15.9.3 食品辐照装置的新发展 209

第十六章 辐射消毒 210

16.1 辐射消毒的优点 210

16.2 国内外发展概况 210

16.2.1 国际发展现状 210

16.2.2 我国的辐射消毒研究现状 211

16.3 医疗用品的辐照消毒 211

16.4 指示菌 212

16.5 D10值 212

16.6 材料的耐辐照性能 213

16.7 其他产品的灭菌消毒 213

16.7.1 羊毛的灭菌消毒 213

16.7.2 货币及食品饭票的消毒 214

16.7.3 中成药和中草药的辐射杀虫灭菌 214

第十七章 辐射化工 215

17.1 概述 215

17.2 辐射交联聚乙烯及其他聚烯烃 215

17.2.1 辐射交联聚乙烯电线电缆 215

17.2.2 辐射交联聚乙烯热收缩管、膜 216

17.2.3 辐射交联聚乙烯泡沫塑料 216

17.3 聚四氟乙烯与植物纤维的辐射降解 216

17.4 木（材）-塑（料）复合材料 217

17.4.1 国内外发展概况 217

17.4.2 辐照木塑复合材料的性质 218

17.4.3 生产工艺 218

17.4.4 生产设备 219

17.4.5 辐照木塑复合材料应用实例 219

17.5 辐射聚合聚丙烯酰胺 222

17.5.1 聚丙烯酰胺-水溶胶 222

17.5.2 辐射法生产的水溶胶的优点 222

17.5.3 生产工艺 223

17.5.4 中国的科研生产概况 223

17.6 功能高分子材料 223

17.7 橡胶辐射硫化 224

17.8 涂层辐射固化 224

17.8.1 涂层辐射固化国际发展情况 224

17.8.2 磁带辐射固化 225

第十八章 其他领域的应用 226

18.1 商品养护 226

18.1.1 概述 226

18.1.2 皮革及皮革制品的辐照防霉 226

18.1.3 香烟的辐射防霉 226

18.1.4 工艺品的辐照杀虫 226

18.1.5 文物的保护 226

18.1.6 图书档案的辐射杀虫防霉 226

18.1.7 化妆品的辐射灭菌 226

18.2 辐射处理污染物 227

18.2.1 废气的辐射处理 227

18.2.2 废水的辐射处理 227

18.2.3 污泥的辐射处理 228

18.2.4 固体废物的辐射处理 228

18.3 农业应用（核农学） 229

18.3.1 概述 229

18.3.2 辐射育种 229

18.3.3 辐射刺激增产 230

18.3.4 花卉的辐射变异 230

18.3.5 昆虫辐射不育技术 231

18.4 开发新材料的应用 231

18.4.1 在半导体材料中的应用 231

18.4.2 生物医学工程中的应用 232

参考文献 233

附录 γ辐照装置的法规与标准 235