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07 2017-03

X射線輻照

責任編輯:admin   文章來源:未知

高能量、大束流功率電子加速器的應用已經使X射線輻照裝置成為現實,它被期望成為伽馬輻照裝置的一個未來的替代,應用在醫療用具滅菌和食品滅菌、保鮮等領域;尤其是輻照那些需要較高穿透力射線的、密度相對較高的物品,X射線輻照裝置尤其具有優勢。事實上,在一些國家,已經存在了一些這樣的輻照消毒中心,證實了這種方法的可行性。
 
最近的一些數據表明,投資和運營能產生5到7MeV射線的電子加速器所需的投資額和運營成本(主要是電費)開支要低於投資和運營超過200萬居裏鈷源所需的相關費用(每年需重新添加一部分鈷源以抵消其衰減造成的加工能力的減弱)。此外,加速器可以通過開關方便的操作,這是其另外一個有吸引力因素。
 
當加速電子轟擊任何物質時,都可以產生軔致輻射或X射線光子。當電子同核外電子相互作用時,就會產生單能量特征X射線光子;軔致輻射則是通過加速電子同原子核中的核子相互作用產生的。高能軔致輻射X射線是電離輻射的一種,具有很高的穿透能力。從大功率、高能量工業X射線裝置中產生的X射線的強度遠遠超越了那些從常見的醫療設備中發出的X射線。
 
產生X射線通常需要在電子束和待處理產品中間加入一個金屬靶。為了提高電子到光子的轉化效率,一般會使用高原子序數的金屬(重金屬)製成的靶。帶有水冷係統的鉭靶比較適合做成大尺寸而通常被優先選用。
 
首先,X射線的大部分能量集中在一個前進方向的扇形區域內,這非常有利於規劃輻照係統的結構。不過如果要控製物質對X射線光子的吸收率,即劑量率,還需要通過調節靶到物體的距離、束流強度和束下傳輸速度等參數共同實現。
 
X射線的出射主要集中在一個方向上,這同伽馬射線源的向四周發生相等的射線是不同的。這一特性方便了X射線對托盤承載貨物的輻照處理。X射線的穿透力也遠高於電子束,甚至強於伽馬射線。而且,X射線的劑量輸出率至少比伽馬射線高出一個數量級,但是卻明顯不如電子束。
 
工業應用領域中X射線輻照法的優勢如下:
- 可控的劑量率,有助於單體聚和反應。
- 屬於冷加工,消除了熱處理給物體帶來的副作用。
Sterigenics正經營位於新澤西州的布裏奇波特的X-射線輻照工廠。 該工廠裝有一台IBA Rhodotron TT300,並有三個分開的束流管,提供5,7,和10MeV能量的高強度電子束。 X射線轉換靶安裝在5和7MeV束流管上,用於產生高強度X射線。

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