核技术与应用 辐照加工

辐照技术在食品加工中的应用及其效果食品加工是人类在日常生活中重要的一环，通过不同的加工方式可以增加食品的口感、美味度以及营养价值。

而随着科技的不断发展，辐照技术也逐渐成为一种越来越常见的食品加工方式。

辐照技术在食品加工中的应用及其效果备受关注，本文将从辐照技术的定义、目的、优点、缺点及在食品加工中的应用效果等方面进行探讨。

一、辐照技术的定义及目的辐照技术是指利用电子束、X射线或γ射线等辐射能量对物质进行处理的方法。

其主要目的是杀灭或抑制食品中的细菌、微生物、病毒以及寄生虫等有害物质，减少食品的腐败、变质以及储存过程中的污染，从而保证食品的质量和安全性。

二、辐照技术的优点相较于传统的加工处理方法，辐照技术具有以下几个优点：1. 杀菌效果显著辐照能量可以摧毁细菌、微生物及病毒的核酸和蛋白质结构，从而有效地杀死或抑制了这些有害物质的繁殖，达到杀菌的效果。

2. 保留食品的营养价值辐照技术对食品的营养成分影响较小，同时不会改变食品的味道、质地、质量等特征，因此可以保留食品原有的营养价值。

3. 延长食品的保质期在加工过程中，辐照能够杀死细菌、微生物和寄生虫等食品中的有害物质，从而延长食品的保质期，降低了食品腐败、变质及在储存等过程中的污染。

4. 环保节能与传统的化学处理方式相比，辐照技术不需要使用有害的化学杀菌剂，因此不会产生有害物质及废弃物，同时也不会对环境和人体健康造成污染和危害。

三、辐照技术的缺点但是，辐照技术也存在一些缺点：1. 可能对环境造成辐射危害尽管辐照技术辐射的剂量低于可接受的水平，但长期的大规模应用可能会产生无法预测的环境和人体健康问题。

2. 食品中可能出现放射性同位素如果加工中使用的辐照源受到了放射性源的污染，那么就可能会在辐照过程中产生放射性同位素，从而影响食品的质量和安全。

3. 对某些食品的性质影响较大有些食品比如新鲜的水果和蔬菜，加工后可能会出现一些变化，比如颜色、口感等会发生变化，或者某些营养成分会受到损失。

核技术应用在辐照领域的国内外发展现状和前景研究摘要：核技术应用已成为世界大国必争的战略制高点和优先发展的重要产业方向，目前已有近150个国家和地区开展了核技术的研究、开发和利用，全球核技术应用产业的年产值近万亿美元。

我国核技术应用起步于20世纪50年代，历经了科研开发的起步阶段、应用开发的产业化阶段以及快速发展三大历史阶段，现已步入高速发展期，本文介绍了核技术应用在辐照领域的国内外发展现状和前景研究，供大家参考借鉴。

关键词：核技术应用；辐照领域引言：辐照技术按应用场景可以分为5类：（1）医疗器材辐照消毒灭菌；（2）食品及中草药辐照保鲜保藏；（3）材料改性；（4）环境保护废水、废气和废渣处理；（5）电子元器件考验。

一、医疗器材辐射消毒灭菌（一）国际上欧美发达国家技术较成熟，市场饱和度较高，随着产业转移以及经济发展，泰国、印度、越南、马来西亚等发展中国家具有较大发展空间。

自上世纪60年代美国、澳大利亚和英国等国家就建成商业化钴-60辐照装置用于医疗用品的辐照灭菌。

目前，美国、日本和欧洲等国家60%的一次性医疗用品采用辐照灭菌。

据国际辐射联合会（IIA）统计，全球医疗保健产业工业化灭菌市场中，辐射灭菌占比约45%，环氧灭菌占比为50%，其它灭菌方式为5%。

（二）在我国1996年以来辐照灭菌技术得到快速发展，当前我国医疗保健产品工业化灭菌市场中辐照灭菌占比不到15%，远低于45%的全球平均水平，未来需求增长潜力大。

我国现有的130余座辐照装置中，50%从事医疗卫生用品辐照灭菌业务，由于钴源辐照装置具有穿透性好、对产品的包装要求低、辐照装置操作及维护简单、年运行时间长、辐照工艺成熟等优点，深受广大辐照客户尤其是医疗卫生用品客户的青睐。

在新医改推动和老龄化拉动下，预计我国医疗保健产品市场规模将持续增长，随着人们生活水平提升及国家卫生标准提高，我国医疗保健产品灭菌将逐渐由化学药剂灭菌方式向安全性、环保性更高的辐照灭菌方式转变。

核技术的应用及原理1. 前言核技术是指利用核反应、核辐射以及核能转化的技术，广泛应用于医学、能源、工业等多个领域。

本文将介绍核技术的应用领域及其基本原理。

2. 核技术在医学中的应用•核医学诊断：核技术在医学中被广泛应用于诊断疾病，如放射性核素扫描、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）、正电子发射断层扫描（PET）等。

这些技术能够通过测量人体内部的放射性同位素，从而提供有关疾病和器官功能的详细信息。

•放射治疗：核技术在医学中还被用于癌症治疗。

通过利用放射性同位素的能量，可以直接杀死癌细胞或控制其生长，减轻患者的痛苦。

•放射免疫测定：核技术还可以用于测定患者体内的特定物质，如药物、肿瘤标记物等。

这些检测方法灵敏度高、特异性好，可以帮助医生准确诊断和监测疾病的进展。

3. 核技术在能源领域的应用•核能发电：核能发电是核技术最主要的应用之一。

在核反应堆中，核燃料的裂变产生的热能转化为蒸汽，驱动涡轮发电机，产生电能。

核能发电具有高效、环保等优点，是一种可持续发展的能源选择。

•核聚变：核聚变是一种将轻元素聚合成更重元素的过程，释放出巨大的能量。

核聚变潜力巨大，但目前尚处于研究和实验阶段。

成功实现核聚变将彻底改变能源领域的格局，提供清洁、持续且高效的能源。

4. 核技术在工业中的应用•材料工程：核技术在材料工程领域可以用于增强材料的硬度、强度和耐磨性。

例如，通过辐射诱变技术，可以改变材料的物理和化学性质，用于制造高性能合金、陶瓷材料等。

•食品辐照：核技术被广泛应用于食品辐照，可以杀灭细菌、寄生虫等微生物，延长食品的保质期。

辐照食品不会对人体健康产生不良影响。

5. 核技术的基本原理核技术的应用基于以下核反应和核辐射现象：•核反应：核反应包括核裂变和核聚变。

核裂变是指重核（如铀-235）被中子轰击时分裂成两个或更多轻核的过程，释放大量能量。

核聚变是指轻核（如氘、氚）融合成较重核的过程，也释放大量能量。

•核辐射：核辐射包括α粒子、β粒子和γ射线。

核技术产业的重要性应用现状与发展策略作者：张鑫来源：《现代企业》2024年第07期核技术是利用核能、核谱学、核反应、核效应等知识进行研究的技术，具有高灵敏度、特异性、选择性、抗干扰性、穿透性等特点。

核技术广泛应用于国民经济各个领域，如工业、农业、医疗等，也为自然科学的深入发展提供了可能性。

一、发展核技术应用产业的重要性1.推动经济发展。

核技术应用产业在推动经济发展方面具有重要作用。

首先，核技术应用产业本身就是一个高科技产业，具有较高的技术含量和附加值。

随着核技术应用产业的不断发展，将会带动相关产业链的发展，包括核材料、核设备、核燃料循环等，从而促进经济增长和就业。

其次，核技术的应用可以促进传统产业的升级和转型。

例如，利用核技术可以改善石油、煤炭等传统能源的利用效率，降低能源消耗和環境污染，提高能源产业的可持续发展水平。

核技术在环保领域的应用也可以为环保产业带来新的发展机遇，促进环保产业的升级和转型。

此外，核技术还可以促进新兴产业的发展。

例如，核技术可以推动新能源产业的发展，包括核能、太阳能、风能等。

同时，核技术在医疗健康领域的应用也将为医疗健康产业带来新的发展机遇，推动医疗健康产业的升级和转型。

2.提升科技创新能力。

核技术是高科技领域的重要组成部分，具有极高的研发价值和研发成果转化潜力。

通过不断研发和应用核技术，可以推动科技创新的发展，提高国家的科技水平和竞争力。

核技术可以促进基础研究和应用研究的有机结合，核技术领域涉及到的科学问题非常广泛，包括物理学、化学、生物学等多个方面，这些科学问题往往需要基础研究和应用研究相互配合才能得到解决。

通过核技术的发展和应用，可以促进不同学科之间的交流和合作，推动基础研究和应用研究的有机结合，提高科技创新的能力和水平。

此外，核技术还可以为其他领域提供技术支持和解决方案。

例如，核技术在能源领域的应用可以为清洁能源的开发和利用提供技术支持和解决方案，促进新能源产业的发展和科技创新。

辐照技术在食品加工中的应用与开展摘要：食品辐照加工技术是对核能的一种和平应用。

文章从紫外线杀菌、射线杀菌两方面阐述了食品辐照技术的原理，总结了该技术的特点，探讨了辐照食品的平安性问题以及辐照技术的开展前景。

关键词：食品；平安；食品辐照技术随着社会的进步和开展，食品卫生平安越来越受到人们的重视。

特别是在20 世纪90 年代，一批以食品为载体的新型病菌的出现使食品卫生平安问题日益严峻。

据统计，美国每年因食物细菌而染病的人数高达数百万，死亡人数超过5 000。

美国农业部估计由七种最主要的食物病菌造成的经济损失每年在50 亿～860 亿美元之间[1]。

辐射加工技术作为一种新型而有效的杀菌保鲜手段，应用到食品加工中，对食品的杀菌起到了很好的效果。

食品辐照加工技术是一门新兴的、综合性的食品加工技术，涉及食品科学与工程、辐射物理化学、食品化学、食品微生物、食品毒理学、经济学和社会学等学科，是原子能和平应用领域的延伸，在提高食品卫生质量上有着广阔的应用前景，正日益受到食品加工业和消费者的青睐。

笔者查阅相关文献，系统总结了辐射技术在食品加工中的应用与开展。

1 食品辐照技术原理用于杀菌的辐射源只限于钴60或铯137及电子加速器产生的-射线、5Mev 以下的X-射线10Mev以下的电子线，波长越短辐射能量越大，穿透力也越大，它们以电磁波的形式透过物体[2-3]。

可分2类：①非电离辐射，如紫外线。

这类辐射能量较低，缺乏以引起原子电离，仅能产生激发作用，使电子产生高能状态而不脱开；②电离辐射X-射线、λ- 射线，这种辐射能量较高，能够引起原子电离。

利用电离辐射的杀菌方法，又称为射线杀菌。

1.1 紫外线杀菌的原理紫外线的杀菌作用在于促使细胞质的变性。

当微生物细胞吸入紫外线后，由于产生光化学作用引起细胞内成分特别是核酸、原浆蛋白、酶类发生化学变化，使细胞质变性。

尤其可诱导DNA中的胸腺嘧啶，形成二聚体，使DNA断裂并无法修复，从而抑制DNA的复制和细胞分裂，在细菌细胞中，DNA的任何微小变化都会损毁整个细胞体，影响其正常功能，使微生物细胞受伤甚至死灭。

核技术应用引言核技术是一种高科技，具有广泛的应用前景。

它可以用于医疗、农业、工业以及环保等领域。

本文将介绍核技术的应用领域，探讨其在现代化建设中的作用和影响。

一、核技术在医学领域的应用核技术在医学领域有着重要的应用。

医学上常用的核技术有核磁共振成像技术和放射性同位素技术。

核磁共振成像技术（MRI）是一种非侵入性的影像技术。

它通过磁场和无线电波的作用，利用人体内某些核自旋的磁性特性来制成图像。

这种技术在医学上被广泛应用，可以用于检测和诊断各种疾病，如脑部疾病、肌肉骨骼疾病等。

放射性同位素技术是一种利用放射性同位素的放射性来进行诊断和治疗的技术。

该技术可以用于放射性核素药物制剂的制备、放射性示踪、如正电子发射断层扫描等。

这些技术不仅可以用于治疗癌症和其他疾病，还可以用于进行医学研究。

二、核技术在农业领域的应用核技术在农业领域也有非常广泛的应用。

农业上常用的核技术有辐照技术和同位素示踪技术。

辐照技术是一种利用放射性同位素或高能电子线的辐照来处理农产品的技术。

这种技术可以用于降低农产品中的细菌和病毒、延长保鲜期等。

另外，辐照技术还可以用于改善农产品的品质和增加农产品的营养成分。

同位素示踪技术是一种利用放射性同位素的示踪来进行农业研究的技术。

该技术可以用于研究植物的生长和代谢、土壤的成份以及肥料的动态过程等。

这些研究结果可以为农业生产提供科学依据，推动农业的现代化进程。

三、核技术在工业领域的应用核技术在工业领域也具有广泛的应用。

工业上常用的核技术有同位素示踪技术、放射性测量技术以及核反应技术。

同位素示踪技术在工业上主要用于质量控制和过程控制。

该技术可以用于分析物质的成份和结构，并可以监控物质的流动和转移过程。

放射性测量技术可以用于测量物质的浓度、温度、密度等。

该技术可以用于石油、天然气、核电站等行业的生产过程中的监测和控制。

核反应技术是一种利用核反应产生的能量来进行工业生产的技术。

该技术可以用于电力生产、核燃料制造等行业。

核技术的应用自1896年贝克勒尔发现铀的天然放射性,从此诞生了一门新的科学:原子核科学技术。

经过一百多年的不懈努力与研究之后，这门学科在我们的日常生活中大放异彩，在不同的领域与学科之中，人们都能看到他的身影。

下面，将对核技术在几个重要领域的应用进行简单介绍。

1. 在工业中的应用核技术的工业应用始于20世纪50年代兴起的辐射加工.辐射加工利用60Co 源产生的γ射线或电子加速器产生的电子束照射物料,可引起高分子材料的聚合,交联和降解,并可引起生物体的辐射损伤和遗传变异.辐射加工已被广泛用于制备优质电线电缆,热收缩材料,发泡材料,超细粉末,人造皮肤,高效电池隔膜,隐形眼镜等,以及木材与磁带磁盘的涂层固化,橡胶硫化,纺织品改性等领域.近年来食品辐射保鲜灭菌和医疗器具辐射灭菌也得到迅速发展.此外,随着同步辐射技术的发展,又出现了同步辐射光刻机和同步辐射精密加工技术,可以制造微型齿轮等微型零件.离子束加工技术在工业中也有重要应用.离子注入半导体自70年代起已成为集成电路制造的关键技术之一.离子注入金属材料可提高其耐磨,抗腐蚀,抗氧化性能并增加硬度.离子注入陶瓷材料可提高其耐磨,导电等性能并克服其脆性.离子注入光学晶体可改变其折射率,制造光波导,变频器等集成光学器件.离子注入聚合物可用于制造微电子器件掩膜,其分辨率好于光束和电子束.还可以用于人工关节等生物医学工程材料的改性,提高其耐磨性和生物相容性.近些年又发展了离子束沉积技术,离子束混合技术,离子束成膜技术,高能离子注入和极低能离子注入技术,强流离子注入和强脉冲离子注入技术等,其应用范围更为广泛.离子束技术在辐照损伤模拟,微电子器件抗辐射加固等研究中也有重要应用.在无损检测技术中核技术占了很大比例并有显著优势.早期的射线探伤是用加速器产生的电子束打靶产生的X射线照射工件形成平面图像.70年代医用X-CT 诞生后,80年代即出现了工业CT,并很快应用到热轧无缝钢管的在线测试,发动机检测,以至大型火箭的整体测试中.无损检测的一个成功例子是集装箱检查.我国已成功地研制出了基于加速器的和基于60Co源的集装箱检测系统,为海关缉私提供了强有力的工具.另一种重要的无损检测是中子照相,用其检测火药,继电器,发动机叶片等有很高的灵敏度和分辨率,在航天与航空工业和国防上有重要应用.此外,工业核仪表如厚度计,密度计,料位计,核子称,火灾报警器等可在高温,高压,酸碱腐蚀等环境中工作,可以不接触,不破坏被测对象,这是其它仪表所不及的.世界上石油勘探中有三分之一是核测井完成的.2. 在医学中的应用射线和粒子束技术在医学中主要有两个方面的应用:一个是核医学成像,另一个是肿瘤的放射治疗.核医学成像技术包括单光子发射断层成像ECT)和正电子断层成像(PET).根据统计学方法的研究结果,SPECT可以比X-CT提前三个月诊断出癌症,PET一般比SPECT还要早三个月诊断出癌症.核医学成像技术不同于X射线断层成像(CT),磁共振成像(MRI)和超声波成像,在显像之前必须注射相应的放射性药物作为显像剂,其影像反映的是显像剂及其代谢产物的时间和空间分布.核医学成像技术是目前唯一能在体外获得活体中发生的生物化学反应,器官的生理学和病理学变化以及细胞活动信息的方法,可为疾病诊断提供分子水平的信息.在分子水平实现人体成像已成为当前发展的新热点.从医学成像的角度看,如何更好地在三维空间内实时地显示人体内部发生的病变在今天仍然具有挑战性.当前的任务是要进一步提高图像数据的采集速度,图像的空间分辨率和对比度.例如,消除影像和剂量计算中的噪声以及由这些噪声引起的伪影,提高图像质量和治疗时的定位误差.SPECT和PET成像的优点是特异性好,能够用于早期诊断;其缺点是空间分辨率差,病理和周围组织的相互关系很难准确定位.把核医学成像叠加在诸如X-CT成像,MRI高分辨率结构图像上进行定位是目前比较流行的方法.故图像的配准,分割和融合在医学成像中的应用是这个领域内一个重要的方面.肿瘤的放射治疗是目前肿瘤临床治疗的三大技术之一.目前的放疗技术从使用的射线束看,可分为低LET(传能线密度)放疗和高LET放疗.前者包括X-射线,γ-射线以及质子放疗,后者则包括中子和重离子放疗.放疗的主要装置是粒子加速器和60Co源.放疗的一个重要问题是如何在准确地杀死癌细胞的同时,保护正常组织不受或者少受伤害.对于形状不规则的肿瘤,如神经胶质瘤,硼中子俘获治疗(BNCT)可达到较好的效果.放疗物理在世界当前的发展方向是发展用于放疗的各种新的装置,使得这些装置能够在临床上实现对肿瘤病人的实形调强放疗(IMRT),其中最为突出的是电子直线加速器和螺旋CT结合形成的断层放疗(Tomotherapy)技术.为了保证放疗的治疗质量,保护病人的安全,加强对放疗设备的质量控制是一个重要发展趋势.同时,发展放疗计划软件,利用医学影像对治疗情况进行监督,在放疗后对病人接受的剂量场分布进行重建并和治疗计划进行比较等工作都是十分重要的.3. 在农业和环境保护中的应用辐射诱变育种技术是核技术农业应用的主要领域,业已取得了巨大的经济效益.据2000年统计,全世界育成新品种已超过2000个.自20世纪80年代以来,传统的γ射线辐照育种已逐渐被中子和离子束辐射育种所取代.辐射加工技术可用于农产品的保存,如谷物杀虫和抑制发芽等.昆虫辐射不育防治技术是现代生物防治害虫方法中唯一有可能灭绝害虫的有效手段,在防治农作物病虫害方面已开始发挥作用.在环境保护方面,辐照技术是三废处理的有力手段.发电厂和供热锅炉排入大气的SO2和NOx是环境污染的主要原因之一.在待排放的烟道气中喷入氨水并进行电子束辐照,脱SO2率可达95%,脱NOx率可达80%,且其副产品可做化肥.进一步的研究表明,电子束辐照烟气还可以达到减排CO2的效果.对污水进行辐照处理不但可以消毒,还可以同时清除聚合物杂质,降低有机氯含量.辐射技术还可用于处理活性污泥和医院废物.此外,核分析技术在环境检测评价中也有重要应用.只有了解清楚核技术的概念与应用，我们才能正确认识到它对我们的生活有多大的帮助，才能摆脱“谈核色变”的错误认知，才能在核科学的康庄大道上走得更远。

核技术的具体应用
核技术的具体应用非常广泛，涉及许多领域，包括能源、医疗、工业、农业和环境等。

以下是一些核技术的具体应用：
1. 核能发电：核能发电是核技术应用的重要领域。

通过核裂变反应，将核燃料中的原子核分裂，产生巨大的能量，用于发电。

2. 辐照技术：核技术的辐照技术被广泛应用于食品和医疗器械的辐照灭菌和杀虫处理。

辐照能有效消除细菌、病毒和害虫，延长了食品和医疗器械的保质期。

3. 放射性同位素医学应用：放射性同位素用于医学诊断和治疗，如放射性核素断层扫描、正电子发射断层扫描和放射性治疗等。

4. 无损检测：核技术的无损检测技术可以用于检测金属、建筑材料和工业设备的内部结构和缺陷，提高生产安全和产品质量。

5. 碳测年法：核技术的碳测年法可以用于研究古代文化遗址、考古文物和古生物化石的年代。

6. 环境监测：核技术可以用于环境监测和污染防治。

例如，核技术可以追踪放射性物质的传播，监测大气、水体和土壤中的污染物。

7. 粒子激发：核技术的粒子激发可以用于材料表面改性，提高材料的硬度、抗腐蚀性和附着性。

8. 核应变测量：核技术的应变测量可以用于工程结构的应力和变形分析，帮助提高结构的安全性和可靠性。

总的来说，核技术的具体应用涵盖了能源、医疗、工业、农业和环境等多个领域，对社会的发展和人类福祉具有重要意义。