Коммерческие аспекты радиационных технологий

Радиационная обработка стала использоваться в коммерческих целях с 1960-х годов для сшивки полимеров и стерилизации одноразовых медицинских изделий как пучками электронов, так и гамма-излучением. Несмотря на то, что эти две области применения остаются наиболее популярными, количество и спектр облучаемой продукции продолжают увеличиваться из года в год.

Области применения радиационной обработки можно в первом приближении разделить на те, которые основаны на биодеструкции (такие как стерилизация, обработка продуктов питания, контроль численности вредителей), и те, в которых наблюдается возникновение новых потребительских свойств (такие как сшивка полимеров, модификация полупроводников, окрашивание драгоценных камней). В случае двух основных направлений – сшивки полимеров и стерилизации – процесс облучения является ключевым производственным этапом, который формирует у продукта целевые качества и обеспечивает продажи на миллиарды долларов в год.

По данным МАГАТЭ, в настоящее время существует свыше 350 подобных производств. Наиболее заметен их рост в Китае, где сейчас эксплуатируется такое же количество промышленных ускорителей электронов, как во всех остальных странах вместе взятых!

Три основных типа излучения, применяемого при обработке продукции, – это нейтроны, образующиеся в реакторе, гамма излучение кобальта-60 и пучки электронов и ионов, получаемые в ускорителях. За последние годы объем облучения нейтронами снизился вследствие постоянно уменьшающегося числа работающих исследовательских реакторов и проблем с продуктами активации. В настоящее время преобладает использование гамма- и электронных излучений, не приводящих к наведённой радиоактивности продукции. Такие компании как MDS-Nordion и IBA сумели сделать эти производственные процессы надежными и экономически выгодными.

Излучение кобальта-60 хорошо проникает в продукт, что делает возможным равномерное распределение дозы по его объёму, а производственный процесс довольно простым и легко воспроизводимым. Однако он требует больших количеств радиоактивного изотопа, транспортировка и использование которого стали сложными после трагических событий 11 сентября. В то же время, с экономической точки зрения гораздо выгоднее одновременно обрабатывать большие объёмы продукции. К основным преимуществам электронов относится возможность легко регулировать дозу радиации, создаваемую электронным пучком. Однако, несмотря на значительные усовершенствования этого процесса в последние годы, ускорители остаются относительно сложным оборудованием, требующим высоких капитальных затрат и большого количества энергии.

Кроме основных исторически сложившихся областей применения постоянно разрабатываются новые, особенно в таких рыночных нишах, как обработка полупроводников для создания примесных носителей заряда, образующихся в результате ядерных реакций, либо для управления сроком их службы. При обработке драгоценных камней можно достичь устойчивого более насыщенного цвета. Также эта технология используется в производстве специальных мембран очень широкого спектра применений, начиная от топливных элементов и заканчивая фильтрацией крови.

Кроме того, существует несколько отраслей, в которых радиационная технология имеет шанс стать энергосберегающей и экологически безопасной альтернативой традиционным методам. Например, электронное облучение может быть использовано для обезвреживания сточных вод или промышленных газовых выбросов, получения целлюлозы из древесины и вулканизации композитных материалов. Другой массовый рынок, выход на который обсуждается уже несколько лет, это обработка пищевых продуктов. Данная технология рекомендована Всемирной организацией здравоохранения, и крупные предприятия могут делать это по приемлемой для рынка цене. Однако, признание такой продукции покупателем является проблемой, а законодательная база во многих странах (особенно в Европейском Союзе) очень сложна.

В странах бывшего Советского Союза существует много разнообразного оборудования, включая реакторы, гамма-установки и ускорители. Большинство из них были построены в советское время (хотя, известны и исключения). Их можно грубо разделить на две категории. Есть большие, узкоспециализированные установки с давней историей, имеющие высокие эксплуатационные затраты. Такие установки вряд ли можно использовать для коммерческой эксплуатации, если только они не являются дефицитным ресурсом в специфическом процессе с высокой добавленной стоимостью. Например, сокращение количества исследовательских реакторов на Западе может создавать определенные возможности в этой области. Наряду с ними, есть большее количество менее крупных установок, схожих по мощностям и возможностям с западными радиационными комплексами. Эти производства уже работают на местные потребительские рынки, и CNCP оказывает содействие расширению таких предприятий (например, «Сосны» в Минске и ХФТИ в Харькове). Поскольку области применения продолжают расширяться и экономики стран СНГ развиваются, эти возможности будут только увеличиваться.

Доктор Стив Сагден,
Специалист CNCP по радиационным технологиям

[Версия для печати] 

webmaster@cncp.ru