07 2017-03

X射线辐照

责任编辑:admin   文章来源:未知

高能量、大束流功率电子加速器的应用已经使X射线辐照装置成为现实,它被期望成为伽马辐照装置的一个未来的替代,应用在医疗用具灭菌和食品灭菌、保鲜等领域;尤其是辐照那些需要较高穿透力射线的、密度相对较高的物品,X射线辐照装置尤其具有优势。事实上,在一些国家,已经存在了一些这样的辐照消毒中心,证实了这种方法的可行性。
 
最近的一些数据表明,投资和运营能产生5到7MeV射线的电子加速器所需的投资额和运营成本(主要是电费)开支要低于投资和运营超过200万居里钴源所需的相关费用(每年需重新添加一部分钴源以抵消其衰减造成的加工能力的减弱)。此外,加速器可以通过开关方便的操作,这是其另外一个有吸引力因素。
 
当加速电子轰击任何物质时,都可以产生轫致辐射或X射线光子。当电子同核外电子相互作用时,就会产生单能量特征X射线光子;轫致辐射则是通过加速电子同原子核中的核子相互作用产生的。高能轫致辐射X射线是电离辐射的一种,具有很高的穿透能力。从大功率、高能量工业X射线装置中产生的X射线的强度远远超越了那些从常见的医疗设备中发出的X射线。
 
产生X射线通常需要在电子束和待处理产品中间加入一个金属靶。为了提高电子到光子的转化效率,一般会使用高原子序数的金属(重金属)制成的靶。带有水冷系统的钽靶比较适合做成大尺寸而通常被优先选用。
 
首先,X射线的大部分能量集中在一个前进方向的扇形区域内,这非常有利于规划辐照系统的结构。不过如果要控制物质对X射线光子的吸收率,即剂量率,还需要通过调节靶到物体的距离、束流强度和束下传输速度等参数共同实现。
 
X射线的出射主要集中在一个方向上,这同伽马射线源的向四周发生相等的射线是不同的。这一特性方便了X射线对托盘承载货物的辐照处理。X射线的穿透力也远高于电子束,甚至强于伽马射线。而且,X射线的剂量输出率至少比伽马射线高出一个数量级,但是却明显不如电子束。
 
工业应用领域中X射线辐照法的优势如下:
- 可控的剂量率,有助于单体聚和反应。
- 属于冷加工,消除了热处理给物体带来的副作用。
Sterigenics正经营位于新泽西州的布里奇波特的X-射线辐照工厂。 该工厂装有一台IBA Rhodotron TT300,并有三个分开的束流管,提供5,7,和10MeV能量的高强度电子束。 X射线转换靶安装在5和7MeV束流管上,用于产生高强度X射线。

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