137
Co γ 射线辐射源
60 27
Cs γ 射线辐射源
137 55
Co
Cs
1.17、1.33Mev；平均 1.25Mev ＞99％ 金属 Co Co 在反应堆中照射 18 个月以上 5.27 年

E 0.661MeV
85.1 CsCl 反应堆元件后处理得到 29.99 年

2.5×1012Bq
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辐射源
可分为三种类型 （1）放射性核素源，如60Co、137Csγ源； （2）机器源，如电子或粒子加速器； （3）反应堆中子源。
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设备--钴源、加速器
表 5-1 放射性核素 元素符号 γ 射线能量 强度％ 存在形态 制备方法 半衰期（ T1 / 2 ） 衰变类型 每瓦功率活度
59 60 60
Co、137Cs 放射源的基本特性
回顾
1、加速器三根系：高压型、感应型、谐振型； 2、三个里程碑：自动稳相原理、强聚焦原理、 对撞机； 3、同步辐射原理、优势及应用； 4、低能加速器应用。
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第四讲 辐射加工
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什么是辐射加工？
• 广义的辐射加工就是利用粒子束辐照物质，物质发生各种 效应。 • 原理和核心是辐射化学、利用的是辐射效应 • 辐射化学：研究射线与物质相互作用引起物质分子发生电 离、激发等效应所导致物质结构（电离效应）或状态（激 发）发生变化的科学。 • 产生粒子束的设备：加速器、反应堆、离子注入机、 放射源（钴源）、紫外光设备、激光器 • 粒子束种类：电子束、中子、γ射线、UV、激光、 X射线及μ子（μ+，μ-） 等
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生物体辐照
1980年这个专家委员会在对辐照食品广 泛考查的基础上发表了一个全球性的标准。 认为“在平均吸收剂量上限为10kGy情况下， 辐照食品无毒，也不会引起营养学和微生 物学上的任何问题”这一建议和结论在 1983年已被联合国食品法规委员会（CAC） 批准。 不少国家的政府也立法承认了这一结论， 为辐照食品商业化推广扫清了障碍。
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小剂量刺激农作物生产
小剂量刺激作用的方法： （1）播种前照射种子（或块茎等） （2）直接照射作物 （3）用放射性矿物作为微量元素施入土壤 三种方法中，播种前照射种子在生产上应用方便， 种子适合大规模的连续处理，并且容易掌握各种处 理参数（剂量，剂量分布均匀度，处理种子的纯度、 品质和生理状况等）。
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辐射育种
• 利用放射性射线诱发种子产生变异，从产生的各种各样的 变异中，筛选出有利用价值的突变体，培育出新品种。优 点是突变频率很高，分为外照射和内照射两种。剂量在 100到300戈瑞。 • 外照射：被处理的植物试材受到体外某种辐射源发出的射 线的照射。 • 内照射：指放射性元素引入到植物的组织细胞内进行照射。 • 我国用辐照育种技术已培育的良种有水稻“原丰早”， 小麦“山农辐63”，玉米“鲁原单4号”，大豆“铁丰18 号”、“黑龙26号”，高粱“晋杂1号”．花生“粤油 22号”等。其中，“鲁棉1号”棉花、“原丰早”水稻、 “铁丰18号”大豆等项目获国家发明一等奖。
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辐射不育治虫技术
原理
第一代以后若释放与第一代同等数量的不育性雄虫，则不育性 雄虫与正常雌虫比例急剧增大，即正常雄虫与正常雌虫之间的 交配概率急剧减小。第五代防治对象的种群就可以灭亡。
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抑制农作物在贮存过程中发芽
• 土豆、洋葱、大蒜贮存后，代谢作用仍进 行，过了休眠期，就会发芽、长根。长芽 的土豆有毒性，不能使用。长芽的洋葱、 大蒜变空也不能食用。用低的剂量照射时， 可抑制芽细胞的发育和长根，放到地窖贮 存到来年夏天，拿出来还跟收获时一样新 鲜。
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食品保鲜
食品辐照不加入化 学药物，常温下用射 线对食品做灭菌保鲜 处理，小于10千戈瑞 的剂量被认为是安全 的，不会产生放射性、 • • • 辐射装置：高能所研制的10MeV/15kW电子加速器的电子束 辐照地点：高能所I号厅，加速器调试现场—实验条件简陋 食品：是从市场购买的鲜肉和香菇 选用的是低剂量的保鲜剂量（0.4-2 kGy ）： –目的是降低食品中的微生物及其他细菌数量， –延长新鲜食品的后熟期及保藏期 • 方法：将鲜肉块切成半公分厚的薄片，用塑料薄膜包好分成 6组，分别用0.4-2.0 kGy的不同剂量进行电子束辐照，然后 与未经辐照的对比组同时放在冰箱的冷藏区（5C）储存 • 辐照后按3个时段：5，15，37天作保鲜观察
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• DNA结构发生变化后存在一系列修复工程．只有当 修复无效或修复发生误差时才能产生突变。 • 另外受电离辐射作用染色体断裂后的重排、导致 缺失、重复、易位、倒位等染色体畸变也是辐射 育种的一个重要的过程。
a a b b c c d d e e f g f g a a b b c d e a a f g f g (a) 简单易位 b c d e a a b c b c f g d h i d e e g h i f c d i h e h i b c h i h i d e
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辐射加工的研究对象和应用
由于辐射作用于物质可以诱发物理效应、化学 效应和生物效应，因此其应用范围十分广泛，主要 领域如下： • 辐射育种，食品辐射消毒、灭菌、保鲜； • 辐射改性聚烯烃绝缘材料，如电缆、热收缩材料 • 一次性医疗用品辐射消毒； • 涂层辐射固化，包括木塑复合材料的辐射制备； • 辐射技术在生物医学和生物工程中的应用； • 工业三废的辐射净化等。
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辐射聚合
• 定义：在辐射作用下，低分子化合物的不饱和分 子彼此连接形成具有高分子量的聚合物的化学过 程，称为辐射聚合。 • 主要用来制备木制聚合物材料和水泥聚合物材料。 • 制备的木制材料辐射剂量10—15戈瑞，可耐火、 防菌、防腐蚀。 • 制备的水泥辐射剂量10—15戈瑞，抗拉伸、扭曲、 强度增大、渗水性低，在冻结-解冻循环中的耐寒 性增强。
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辐射保藏的实例
由此看出： • 鲜肉的辐照保鲜随着剂量的逐步提高，保鲜效果 更加明显，本实验中2 kGy以上的剂量是合适的。 • 对香菇也有相似的保鲜效果。合适的辐照剂量约 为0.2kGy • 由于受目前实验条件的限制：传送系统比较简陋， 辐照剂量的控制与检测精度不够好等原因，辐照 保鲜的效果暂时难于定量描述，但初步的实验结 果已经可以看出：电子束食品辐照，保鲜效果明 显，货架寿命有大的提高，具有很大的应用前景 和社会效益。
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• 在北京举办亚运会期间，北京咏竹玛雅克辐射新 技术有限公司辐照泡菜，为运动员提供合格的食 品。随着人民生活水平的提高，辐照消毒在食品 加工中的作用将得到越来越广泛认识。辐照是冷 消毒，不会改变食品风味；辐照没有残留，不会 给消费者带来危害；辐照是整箱消毒，不须拆包 装，造成二次污染。 • 80年代我国对蔬菜及水果的辐射研究表明，苹果， 柿子经辐照后可保存6个月，超过一般冷冻保存的 效果，同时也证明了辐射对延缓西红柿的后熟也 有一定的作用。
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辐射加工技术
辐射加工技术是用于工业、农业等部门的实用技 术。它基于辐射作用下物质的物理性质、化学性质或生 物性质发生暂时性或永久性的变化。涉及辐射物理、辐 射化学、辐射生物学等问题。 为了度量射线的电离作用，需要测定射线穿过物质 时所释放的能量。 ----吸收剂量：单位质量物质受辐射后吸收辐射的能 量，单位为戈（Gy）, 1戈瑞=1焦耳/公斤。 ---辐射化学产额：它反映辐射化学过程的效率。定 义为每吸收100eV能量所转换或产生的分子、原子、离 子的数目。
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辐射育种
世界主要国家人工诱变作物品种数目
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辐射育种
• 辐射育种归于诱变育种范畴．它可以定义为利用 电离辐射处理作物种子、花粉或植株等材料，诱 使遗传物质发生改变，导致有关性状的变异，然 后通过选择和培育使有益的变异遗传下去，达到 改良和创造新品种的目的。 • 基因突变是指电离辐射与生物体的主要遗传物质 一脱氧核糖核酸(DNA)发生直接作用或通过水辐解 产物而发生间接作用，导致DNA碱基对排列顺序的 改变或失去1个碱基。
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生物体辐照
电离辐射具有明显的生物效应，吸收不同剂量 在生物体内引起不同的效果。这些生物效应包括 促进生长、减缓生长、遗传变异、消毒、生命功 能终止等。对农产品可以起到抑制发芽、推迟成 熟期，延长贮藏寿命，杀灭致病微生物等，从而 构成食品辐照研究和实用化的主要内容。 国际原子能机构（IAEA）、联合国粮农组织 （FAO）和世界卫生组织（WHO）对推动食品辐照 起了促进作用，成立了关于辐照料食品健康问题 的联合专家委员会。
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• 用辐射的方法杀死昆虫和寄生虫使其丧失繁殖能 力。用加速器产生的辐射处理粮食，可以杀虫、 灭卵、不霉变、延长粮食保存期。例如，用100万 电子伏的加速器辐照谷物，一小时可辐照150吨， 害虫杀死率达100%。此外，调味香料、中草药、 保健食品、花生米、核桃等也可以辐照保存。
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害虫绝育断代
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辐射加工的优点
• 合成新材料：无需高温高压 、甚至低至-100℃、 无催化剂残留。固、液、气。 • 材料改性：实现材料交联、接枝、降解、固化 • 高度自动化：自动控制和传输 • 节能、环保（无有毒有害气体释放）、高效率高 • 工艺参数稳定可调 • 人员劳动强度低 • 工作环境优良
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辐射加工业
• 辐射加工业70年代兴起，80-90年开始代迅速发展， 从辐射育种，辐射刺激生长开始起步，逐渐扩展 到辐射保鲜，辐射高分子材料改性及合成，辐射 杀虫，辐射消毒灭菌，辐射治理三废及辐射治疗 疾病等。目前辐射加工业已形成全世界每年千亿 美元的产业。 • 辐射加工技术确有优点，但也不可过于夸大，因 为它也有一些缺陷，如：一次性投资较高；与常 规方法竞争激烈；多数人在心理上有排斥性。 • 综合而言，辐射加工业会得到较快发展，但消 极和过热都不是正确的态度。
1.11×1013Bq
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钴源辐照装置的组成
• • • • • • • 辐照源室 辐射源 水井和水 升降源设备 安全联锁系统、控制系统 传输系统 、剂量监测系统 、控制室 通风系统 、操作间 、原料库、成品库