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第1章 绪论1

1.1 电子束的产生2

1.2 电子束辐照的特点2

1.3 辐射技术的主要应用3

1.3.1 医疗用品的灭菌消毒3

1.3.2 食品保藏3

1.3.3 农业中的应用4

1.3.4 环境工程中的应用5

1.3.5 高分子材料的辐射改性6

1.3.6 X射线应用7

1.3.7 辐射加固和剂量仪器的校准8

第2章 电子加速器10

2.1 粒子加速器10

2.2 电子加速器11

2.2.1 电子加速器概述11

2.2.2 电子加速器的基本组成12

2.2.3 电子辐照加速器分类13

2.3 高压加速器16

2.3.1 基本构成16

2.3.2 电子帘加速器22

2.3.3 倍压加速器25

2.3.4 高频高压加速器28

2.3.5 绝缘芯变压器型加速器31

2.3.6 空芯变压器型加速器32

2.4 高频加速器34

2.4.1 电子直线加速器34

2.4.2 单腔谐振加速器55

2.4.3 Rhodotron加速器58

第3章 辐射技术基础64

3.1 辐射加工技术概述64

3.2 电离辐射源64

3.2.1 放射性核素辐射源64

3.2.2 电子束辐射源66

3.2.3 X射线辐射源67

3.3 电子辐射能量的转移和吸收69

3.3.1 高能电子与物质的相互作用69

3.3.2 高能电子在物质中的吸收71

3.3.3 阻止本领S73

3.4 γ射线和X射线与物质的相互作用74

3.4.1 γ射线和X射线的特点74

3.4.2 相互作用的三种形式75

3.4.3 γ射线和X射线通过物质时的衰减79

3.4.4以 γ能谱的展宽和X能谱的硬化80

3.5 吸收剂量81

3.5.1 线能量衰减系数81

3.5.2 比释动能K82

3.5.3 吸收剂量D82

3.5.4 吸收剂量D与比释动能K的关系82

3.5.5 照射量X83

3.5.6 吸收剂量D与照射量X的关系83

3.5.7 当量剂量84

3.6 辐射加工中常用到的单位85

3.6.1 放射性85

3.6.2 能量、质量、质能关系86

3.6.3 功率86

3.6.4 电荷与电流86

3.6.5 吸收剂量D，当量剂量H86

3.6.6 照射量X，比释动能K与吸收剂量D87

3.6.7 照射量X与吸收剂量D87

3.7 辐射化学效应87

3.7.1 自由基87

3.7.2 辐射化学反应的特点87

3.7.3 辐射化学产额（G值）88

3.7.4 辐射化学基本反应89

第4章 辐射装置与辐射加工工艺93

4.1 辐射装置93

4.1.1 辐射装置的布局93

4.1.2 辐射装置的设计原则97

4.2 γ射线辐射装置99

4.3 电子束辐射装置100

4.3.1 电子加速器辐射装置的特点100

4.3.2 产品的传输系统102

4.3.3 人员的辐射防护102

4.3.4 辐射装置的加工参数102

4.4 束下传送系统103

4.4.1 基本辐照形式103

4.4.2 电子辐照的两种辐照方式103

4.4.3 产品传送系统的几种主要形式104

4.4.4 传送链的控制要求104

4.5 电子束辐射剂量的不均匀度105

4.5.1 辐射剂量的不均匀度的定义105

4.5.2 扫描方向的不均匀度105

4.5.3 产品传送方向剂量均匀的必要条件108

4.5.4 控制电子束在参考面上的二维剂量不均匀度110

4.5.5 产品深度方向的剂量均匀性111

4.6 温度的上升与吸收剂量115

4.7 电子辐照产品中的最大及最小剂量的分布116

4.7.1 单面辐照时剂量的极大极小值116

4.7.2 双面辐照时剂量的极大极小值116

4.7.3 吸收剂量极限值在辐照单元中位置的确定116

4.8 电子辐照产能的估算117

4.8.1 质量加工率的计算公式117

4.8.2 束流能量有效利用率F（p）118

4.8.3 产品的最小吸收剂量Dmin120

4.8.4 辐照产品产率的估算120

4.9 产品吸收剂量的控制121

4.9.1 传送速度与运行参数的关系122

4.9.2 运行参数的确定122

4.9.3 传送速度及辐照控制123

4.9.4 控制台显示123

4.10 X射线辐照加工124

4.10.1 X射线的能量转换效率及深度剂量分布124

4.10.2 X射线的能量利用率—双面辐照的最佳厚度124

4.10.3 PalletronTM126

4.11 辐射加工剂量学126

4.11.1 辐射剂量学的重要性126

4.11.2 吸收剂量值—辐射加工的定量指标127

4.11.3 剂量测量系统128

4.11.4 工作剂量计的选用128

4.11.5 辐射显色染料薄膜剂量计129

4.11.6 工作剂量计系统的校准129

4.11.7 剂量计测量中的不确定度130

4.11.8 可跟踪性（可比对性）131

4.11.9 加工的可靠性131

4.11.10 目标剂量值的选定131

4.11.11 参考剂量计的位置132

4.11.12 文件和论证133

4.12 装置运行及加工控制133

4.12.1 辐射装置的确认133

4.12.2 加工确认133

4.12.3 日常加工的控制133

第5章 电子辐射装置的屏蔽134

5.1 概述134

5.1.1 辐射装置的选址与规划134

5.1.2 空间的利用134

5.2 工业辐照加速器的辐射来源135

5.2.1 电子加速器产生的辐射源135

5.2.2 轫致辐射的强度和角分布135

5.2.3 厚靶条件下X射线发射率的估计137

5.2.4 散射光子137

5.3 辐射的屏蔽138

5.3.1 区域的类型及屏蔽标准138

5.3.2 当量剂量限值138

5.3.3 吸收剂量指数D1及当量剂量指数H1139

5.3.4 居留因子T139

5.4 X射线屏蔽体厚度的计算方法139

5.4.1 直射X射线束的辐射屏蔽139

5.4.2 侧屏蔽墙厚度的屏蔽计算142

5.4.3 散射X射线的屏蔽144

5.4.4 屏蔽墙上的孔道145

5.4.5 迷宫的计算146

5.4.6 屏蔽门的典型结构147

5.4.7 常用屏蔽材料的密度148

5.5 天空反散射（天空反照）148

5.5.1 天空反散射立体角的计算148

5.5.2 辐射装置厂房屋顶屏蔽厚度的计算149

5.6 通风151

5.6.1 气体浓度单位的换算151

5.6.2 臭氧浓度的计算方法151

5.6.3 臭氧浓度的计算实例152

5.6.4 长时间运行后辐照间空气中臭氧O3的饱和浓度152

5.6.5 换气次数的计算实例153

5.7 安全联锁系统的设计153

5.7.1 “最优切断”和“冗余”153

5.7.2 联锁开关154

5.7.3 警告信号154

5.8 辐射监测154

5.9 常用的蒙特卡罗程序简介155

5.9.1 EGS155

5.9.2 FLUKA156

5.9.3 GEANT156

5.9.4 ETRAN157

5.9.5 ITS158

5.9.6 MCNP158

第6章 辐射防护与剂量安全160

6.1 辐射防护的目的和任务160

6.1.1 辐射对人体的危害160

6.1.2 早期对辐射的防护措施160

6.2 辐射源的种类160

6.3 电离辐射对人体的作用161

6.3.1 电离辐射对生物体的作用161

6.3.2 辐射生物效应的演变过程161

6.3.3 辐射对细胞的作用161

6.3.4 辐射对DNA的损伤作用162

6.4 辐射对人体的危害163

6.4.1 躯体效应与遗传效应163

6.4.2 随机性效应和非随机性效应164

6.5 影响辐射生物学效应的因素166

6.5.1 物理因素166

6.5.2 生物因素167

6.6 辐射防护标准和原则168

6.6.1 防护标准168

6.6.2 防护原则169

6.7 辐射剂量监测170

6.7.1 工作场所的监测探头171

6.7.2 个人剂量监测171

6.8 安全与事故管理172

6.8.1 工作人员的管理172

6.8.2 安全管理规章制度173

6.8.3 放射事故管理173

第7章 辐照技术应用174

7.1 医疗用品的辐射灭菌174

7.1.1 辐射灭菌概述174

7.1.2 辐射消毒灭菌的特点175

7.1.3 适于辐射灭菌消毒的医疗用品种类175

7.1.4 辐射灭菌的原理175

7.1.5 不同微生物的辐射敏感性不同176

7.1.6 不同微生物的抗辐射能力177

7.1.7 辐射灭菌过程中遵循指数灭活规律177

7.1.8 灭菌剂量（SD）的选择179

7.1.9 电子束灭菌技术180

7.1.10 各种灭菌方法的比较181

7.1.11 包装材料的灭菌181

7.2 食品辐照技术181

7.2.1 食品辐照保鲜的优越性181

7.2.2 食品辐照的安全性182

7.2.3 食品辐照的应用184

7.2.4 辐照杀菌剂量188

7.2.5 影响食品辐照效果的因素及条件控制189

7.2.6 辐射保藏的实例——芒果的辐照保鲜190

7.2.7 电子束辐照食品的特点191

7.3 环境科学中的辐射技术191

7.3.1 低碳经济191

7.3.2 环境污染的分类191

7.3.3 大气污染的严重性192

7.3.4 水污染195

7.3.5 固体废弃物污物200

7.4 高分子化学物材料的辐射改性201

7.4.1 高分子化合物202

7.4.2 高分子化合物的辐射效应203

7.4.3 辐射聚合204

7.4.4 辐射交联204

7.4.5 辐射降解212

7.4.6 辐射接枝共聚合213

7.4.7 辐射固化214

7.4.8 其他应用216

7.4.9 各种辐射加工所必需的辐射剂量218

7.4.10 常见聚合物名称对照表218

附录221

附录Ⅰ 国内主要辐照加速器厂商及其主要产品简介（排序不分先后）221

1．加速器研制生产单位221

1.1 中国科学院上海应用物理研究所221

1.2 同方威视技术股份有限公司221

1.3 无锡爱邦辐射技术有限公司222

1.4 江苏达胜加速器制造有限公司222

1.5 北京机械工业自动化研究所222

1.6 IBA222

1.7 宁波超能科技股份有限公司223

1.8 江苏海维科技发展有限公司223

2．工程设计单位223

北京三强核力辐射工程技术有限公司223

3．应用单位224

3.1 长园集团股份有限公司224

3.2 深圳市沃尔核材股份有限公司224

3.3 吉林市吉福新材料有限责任公司224

附录Ⅱ 国外主要辐照加速器厂商及其主要产品简介225

1．美国225

1.1 Energy Sciences,Incorporated（ESI）225

1.2 Advanced Electron Beams,Incorporated（AEB）225

1.3 L＆W Research,Inc228

1.4 L－3 Communications Pulse Sciences230

1.5 BeamOne LLC231

1.6 PCT Engineered Systems,LLC232

2．日本234

2.1 Nissin High Voltage Corporation（NHV）234

2.2 Photon Production Laboratory（PPL）236

2.3 Mitsubishi Heavy Industries,Ltd237

3．俄罗斯238

Budker Institute of Nuclear Physics（BINP）238

4．加拿大239

4.1 Mevex239

4.2 IOTRON Industries Canada Inc244

4.3 I－Ax Technologies Incorporated246

5．法国247

5.1 VIVIRAD247

5.2 LINAC TECHNOLOGIES247

6．比利时250

Ion Beam Application（IBA）250

附录Ⅲ 辐射加工期刊和网站255

主要参考文献257