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