核技术应用新机遇：2023年辐射加工产业规模超2000亿

核技术应用，特别是非动力核技术应用，涵盖了工业、农业、医疗健康、公共安全等多个领域，逐渐成为现代社会不可或缺的一部分。2024年10月31日，国家原子能机构等十二部门联合印发《核技术应用产业高质量发展三年行动方案（2024—2026年）》，标志着我国核技术应用产业进入高速发展期。本文将重点探讨核技术应用产业中各环节的持续完善，特别是中上游布局的现状与未来发展。

电子加速器：非动力核技术应用的核心装置

电子加速器作为非动力核技术应用的核心装置，能够提供高能粒子束或辐射线，广泛应用于物理科学研究和社会生活的各个领域。电子加速器的构成主要包括电子枪、加速结构、导向聚焦系统、束流输运系统和高频功率源或高压电源等五个部分。其作用原理是将带电粒子引入人工控制的电场，并在电磁力或电位场的作用下加速至预定能量值后，使垂直于粒子运动方向的磁场产生洛伦兹力，进而将电子的势能转换成动能。

根据应用需求，工业电子辐照加速器可分为低能、中能和高能三类。低能加速器（80keV~0.3MeV）的代表机型为电子帘加速器，主要应用于农产品辐照灭菌、表面涂层辐射固化以及邮件或包裹等表面的消毒灭菌等；中能加速器（0.3MeV~5MeV）的代表机型为高频高压加速器，适用于大规模工业生产；高能加速器（5MeV~10MeV）的代表机型为电子直线加速器，主要用于医疗器械和卫生用品的辐照消毒灭菌等。

此外，工业电子辐照加速器还可根据加速电场分为高压加速器和高频加速器。高压加速器是利用直流高压电场来加速带电粒子的加速器，其是辐射加工生产中应用最广泛的一类加速器；高频加速器是利用高频电场加速粒子的加速器，通过高频功率源将功率溃入到加速器加速结构中，在加速结构中建立加速电场，电子在加速电场中经过一次或多次加速，即可获得很高的能量。

电子加速器在非动力核技术应用中的重要性不言而喻。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，电子加速器在未来将继续发挥重要作用，推动核技术应用产业的持续发展。

辐照加工：非动力核技术应用的核心技术

辐照加工技术是非动力核技术应用的核心技术，利用电离辐射与物质相互作用产生的物理学、化学和生物学效应，对物质和材料进行加工处理。辐照加工技术具有穿透性强、可在常温下进行、节能、无残毒、无废物、易于控制等特点，因此在传统行业改造、功能材料开发、实现微细加工及三废处理中都具有重要作用。

用于辐射加工的辐射源主要有钴60（Co-60）和电子加速器。Co-60产生γ射线，其相较于其他常见的核辐射具有极强的穿透性；而电子加速器则产生电子束和X射线。辐射装置的核心是辐射源和产品运输系统，为实现某一辐射加工过程，必须建立一套辐射装置以及与此相对应的辐射工艺与流程。

辐照加工技术应用主要集中在辐照灭菌、检验检疫以及物质改性。根据IAEA统计，全球范围内的辐照加工中辐照灭菌、检验检疫及物质改性应用占比超过70%。根据可得数据，我国辐射加工产业规模在2010年已达350亿元，至2018年规模已超千亿，按照约15%的年均复合增速估算，2023年底我国辐射加工产业规模预计在2000亿元以上。

辐照加工技术在未来的发展潜力巨大。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，辐照加工技术将在更多领域发挥重要作用，推动核技术应用产业的持续发展。

同位素：非动力核技术应用的重要源头

同位素是指在元素周期表中处于同一位但具有不同性质的元素，其中能够放出射线的同位素称为放射性同位素。放射性同位素的特征表现为能放出α、β、γ或中子射线等各种不同的射线，放出的射线不由原子核本身决定，具有一定的寿命（可用半衰期衡量）。

放射性同位素制备是同位素和辐照技术应用的重要物理基础。当前人工放射性同位素的制备大体有三种方式，包括在核反应堆中生产、用带电粒子加速器制备以及从核燃料后处理液中分离提取等，其中反应堆和加速器生产最为常见。放射性同位素在医学、工业、农业等领域应用广泛。当前已有超过3000种已知的放射性同位素，其是元素的不稳定形式。由于这些放射性同位素会发出不同程度的辐射，因此在医学、工业、农业、放射性药物科学、工业应用、环境追踪和生物研究中颇有用处。

我国非动力核技术发展可从放射性同位素技术和辐照技术两条主线进行回顾。考虑到核技术应用又称为同位素及辐照技术应用，因此我国非动力核技术的发展历程主要可拆解为放射性同位素技术发展和辐照技术发展两条主线。当前我国非动力核技术已进入高速发展期。放射性同位素技术：我国放射性同位素技术已经经历过创业阶段、技术开发阶段、保军转民阶段等三个阶段，近年来随着同位素制备、基础设施以及应用产业的兴起，我国涌现出一批专业化公司，行业进入快速发展新阶段；辐照技术：我国自1958年开始食品辐射技术研究，20世纪80年代，在“五年计划”的推动下我国辐射食品的研究和应用逐渐形成规模，此后辐照加工技术的应用领域持续拓展，相关法规不断完善，行业进入高速稳定增长时期。

放射性同位素在未来的发展潜力巨大。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，放射性同位素将在更多领域发挥重要作用，推动核技术应用产业的持续发展。

总结

核技术应用产业在顶层设计的推动下，正迎来高速发展的新机遇。电子加速器、辐照加工和同位素作为非动力核技术应用的重要环节，正在不断完善和发展。未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，核技术应用产业将继续发挥重要作用，造福于民。