辐照燃料

辐照燃料辐照燃料（spent fuel），核燃料在反应堆中经中子辐照，主要发生核裂变和中子俘获两个过程，前者生成裂变产物，后者生成超铀元素(重核素)。 　　

辐照燃料有一个复杂的组分，且随进堆燃料组成，堆中的中子谱，堆的比功率或热功率，辐照时间和冷却时间的不同而不同。

以从核电厂卸出，冷却150天，燃耗为33 000MWdlt(以铀计)的辐照燃料为例，在重金属中，铀约占95.4％，钚占约1％，除铀、钚外锕系元素约占0.1％，裂变产物约占3.1%。

辐照燃料这种技术有别传统的机械加工和热加工技术，因而被誉为人类加工技术的第三次革命，其特点是放射源释放的射线有很强的穿透能力。可深入到物质内部进行“加工”，这种加工在常温下进行。由于加工者是高能射线以及由它引发的高度活性中间物，而不是分子热运动，因此，能耗低、无残留物、无环保问题。所以是清洁的加工技术。而且其反应易于控制，加工流程简单，适合产业化、规模化生产等。

其优点概括为：

1．工艺简单、容易控制。

辐照燃料2． 节约能源、加工效率高：辐照加工的能源消耗，只有热加工和化学加工的1/40-1/200；是冷冻方法的1/20。

3．无环境污染；无化学药物残留；不损害加工产品的外观品质和内在特性。

4． 加工过程中不会带入任何杂质；可带包装加工，提高效率的同时无二次污染。

5．不改变加工物质的温度，又称为冷加工。

可以说辐射加工技术是一种高新技术，这种新技术与其他加工技术比较，有明显的特点：

（1） 采用的技术涉及面广，知识密集程度高，有较强的专业性质。

（2）可与国民经济各行各业相结合，渗透性强，可充分发挥辐射加工的作用。

（3） 产值增高、附加值高、社会效益好。

（4）产业市场即广泛又集中、潜力大、发展前景好。

（5） 一次性投资大。在建造辐照装置、安全防护、监测系统方面往往一次投资大。

（6）盈亏平衡点高。

辐照燃料辐射加工产业发展迅速，北美、欧洲的辐照加工产品应用已十分广泛，亚洲、南美洲甚至比较落后的非洲，都相继有不少装置投入使用，年产值高达数千亿美元。如美国九十年代中期产值已超过两千亿美元，为核电（730亿美元）的3.5倍，占美国GDP的3.9%，并创造约370万个就业岗位，是核电的9.3倍。近几年来，辐射加工技术在配方、抗氧剂、交联机理、性能检测等方面的研究正向更深、更宽的方向发展，在材料科学、生命科学、生物工程、环境保护、营养学、医疗科学、电子工程、航空航天、地质、石油化工等方面已取得重要成果。因此辐射加工技术正在突破传统的应用格局，向科技前沿和生产广度渗透，形成许多新的应用领域。^[1]

我国辐射加工产业具有较好的技术基础。近十几年来，在改革开放大环境影响下，产业化进程发展较快，年均以20%的速度增长。然而，与发达国家相比较，我国的辐射加工产业差距明显，主要是产品品种少，产业规模小，许多重要产业领域尚属空白，不适应市场需求。

根据2003年9月7～12日在美国芝加哥召开的国际第十四届国际辐射加工年会提供的信息，认为今后5年，国际辐射加工各行业的发展机会如下表1－1：

表1－1：辐射加工各行业的发展机会

食品辐照45% 烟道气处理7% 药品4%

医疗保健用品灭菌 21% 聚合物改性6% 仿形部件2%

包装材料灭菌 11% 天然植物化学功能食品5% 线缆及化妆品0

辐照燃料随着技术经济的发展和物质文明的提高以及法规的不断健全与完善，随着人们对辐照消毒灭菌优越性认识的不断提高，辐照加工取代化学加工已是全球性的大势所趋，前景十分光明。以食品辐照为例，食品辐照技术的开发始于20世纪40年代，世界各国众多专家、学者在辐射工艺学、辐射化学、辐射生物学、微生物学、营养学和毒理学等方面都开展了大量的研究实验工作，有关辐照食品的安全性研究成果报告达数千篇。食品辐照是一种物理加工过程，属于冷加工，低能耗，不需添加化学药物，不存在药物残留问题，能保持食品原有的色、香、味，这对风味食品以及不适于高温灭菌的食品尤为重要。联合国粮农组织、国际原子能机构和世界卫生组织共同资助，在1963年成立了“辐照食品安全性联合专家委员会”，该委员会从1963年至1980年先后多次召开会议，根据多年来的研究成果、实验积累的依据，于1980年正式向全世界提出：“任何食物受到10KGy以下照射量的辐照，都不会因辐照引起毒性危害。因此，用辐照方法处理的食物是卫生安全的，不再需要进行毒理学方面的检验，同时在营养学和微生物学上也是安全的。1997年，该委员会高剂量研究小组宣告超过10KGy高剂量辐射也是安全的。这些结论极大地推动了世界各国辐照产业的发展，现已为国际上接受。

中国也早在1958年就进行了辐照土豆的人体实验，后在国家科委和卫生部的组织领导下，“五五”期间进行了多项动物实验，包括终生和传代实验；“六五”期间进行了四百余人的人体试食实验，并制定了七项辐照食品卫生标准；“八五”期间，又在前者工作基础上进行了：（1）辐照食品类别标准的制定（粮食类、果蔬类、熟肉类、冷冻畜禽类、干果果脯、调味品味）；（2）辐照食品鉴别方法的研究。1997年6月正式颁布了六大类七大项辐照食品的国家标准。

辐照燃料的卫生标准的制订，将使食品辐照走上健康发展的道路，它对保护人们身体健康和环境不受污染，对提高产品的质量和市场竞争力有重大意义。

90年代以来，尤其是西方发达国家，如美国受食源性疾病的困扰使消费者对食品辐照的作用越来越认识深刻。食品的安全性和植物检疫的卫生措施是当今世界必须解决的问题，我国已经加入世贸组织，食品辐照是WTO认可的一项技术。因此，发展辐射加工，对促进我国与北美及欧共体各国的出口贸易，减少贸易风险有重大的现实意义。