在这次新冠肺炎疫情防控期间，为保证防疫物资及时供给，国务院应对新型冠状病毒感染的肺炎疫情联防联控机制医疗物资保障组印发了《关于疫情期间执行医用一次性防护服辐照灭菌应急规范(临时)的通知》( 以下简称《应急规范》)。目前，我国国标医用防护服大多采用环氧乙烷灭菌，需要7 ～ 14 天时间，根据《应急规范》采用辐照灭菌技术，则将这个时间缩短到 1 天以内。与传统灭菌技术相比，基于高能电子辐照加速器的辐照灭菌技术充分体现了其快速的优势，为防疫物资的及时供应提供了保障。
随着《应急规范》的出台，一次性防护服短缺的问题已在生产厂家和辐射灭菌企业的共同努力下得到缓解。2 月 12 日，北京原子高科金辉辐射技术应用有限责任公司迎来一批需要辐照的医用防护服、口罩等防疫物资。该公司所使用的辐照设备，是由原子能院于 2007 年研制成功的我国第一台高能大功率电子辐照加速器。这台加速器已稳定运行近 13 年，为我国辐照加工行业发展做出了重要贡献。该加速器累计稳定运行超过 40000 小时，辐照后的产品性能优良，经实验室检测和客户复检，合格率达 100%。面对此次突如其来的新冠肺炎疫情，原子能院积极参与抗疫工作，充分发挥技术优势，确保研制的 10MeV/20kW 高能电子辐照加速器稳定运行，持续为疫情防控医用防护服、口罩等防疫物资提供辐照消毒灭菌服务。
什么是高能电子辐照加速器?
加速器是核领域最重要设备之一，反映了一个国家核科学和核技术应用的水平，并被广泛应用于科技、国防、工业、农业、医疗卫生、材料科学等领域，是核技术应用研究及产业化的基础和关键设备。
何谓高能电子辐照加速器呢?要想了解清楚高能电子辐照加速器，首先需要了解什么是电子加速器?电子加速器是一种使用人工方法使电子在真空中受磁力场控制、电场力加速，从而达到高能量的电磁装置。电子辐照加速器广泛应用于医疗卫生用品消毒灭菌、食品保鲜、材料改性等方面。按照电子的能量划分，电子辐照加速器又可划分为低能电子辐照加速器、中能电子辐照加速器和高能电子辐照加速器。
不同能量的电子束有其不同的应用领域，而在此次疫情防控期间，我们研制的高能电子辐照加速器便彰显了其技术优势。目前运行的高能电子辐照加速器， 大多是采用微波功率射频加速的电子直线型加速器。该类型的加速器技术成熟、性能稳定，为快速处理此次疫情防控物资紧缺问题做出了巨大贡献。
在国防科工局和中核集团的大力支持下，中国原子能科学研究院项目科研团队经过 8 年的科技攻关与自主创新，突破高能电子辐照加速器大功率束流稳定加速、大功率宽脉冲高压调制电源、大功率束流耦合加载及热效应稳定性控制、强流长寿命电子枪等重大技术难题，成功研制出具有自主知识产权的10MeV/20kW 高能电子辐照加速器装置，大幅提升了重大辐照装备的国产化制造能力与水平，实现了我国高能大功率辐照加速器从技术落后依赖进口，到替代进口领先国外的跨越，与国内外产品相比市场竞争率高，国内市场占有率第一，显著提升辐照加工产业发展。
10MeV/20kW 高能电子辐照加速器装置主要由电子枪、加速管、高压脉冲调制器、微波功率源系统、控制系统等组成，它涉及束流加速与测控技术、高压技术、微波技术、控制技术等多个专业技术领域，是综合技术极高的辐照装置。其基本工作原理为：电子枪产生的电子通过线性的加速结构构成的加速管时，在传输的过程中，由加速管前部的耦合器输入脉冲微波功率， 电微波的高频电磁场使电子束加速结构不断获得微波能量而聚焦加速，最后加速的高能、高功率的电子束从加速器出口输出，进入扫描或偏转/ 扫描空间，利用磁场力将成束的电子扫开成一定的宽度，从薄的金属膜构成的输出窗引出，对运动的被照物件进行辐照。
该加速器装置具有辐照束流集中定向、束流利用充分、效率高、不产生放射性废物等优点，被广泛应用于医疗卫生用品消毒灭菌、食品保鲜、材料改性等工业领域。
电子辐照加速器应用情况如何?
由电子加速器产生的高能电子束照射，可使一些物质产生物理、化学和生物学效应，作用于微生物细菌或病原体，达到一定的剂量就全部将它们杀死，达到消毒灭菌的目的。高能电子辐照加速器具有常温、无损伤、无残毒、环保、能耗低、运行操作简便、自动化程度高、适应于大规模工业化生产等特点。电子辐照技术已被广泛应用于工业生产中的材料改性、新材料制作、环境保护、加工生产、医疗卫生用品灭菌和食品保鲜等。
电子束灭菌应用领域有很多：降解水产品、蜂制品中残留氯霉素;农副产品、食品、海产品、水产品的保鲜;宠物饲料的杀菌;各种玩具的杀菌;化妆品原料中的有害菌和化妆品在生产中因污染产生的细菌的杀灭;医疗卫生用品的消毒灭菌，其中主要包含卫生材料(以棉织物、无纺布为材料制作的医用敷料、手术巾、手术衣、急救包和棉球等十几种卫生材料); 医用乳胶手套;一次性使用医疗器械;药品包装材料;新的医疗保健产品及药械组合产品;抗癌疫苗和组织库的辐照等。
目前，国内高能电子辐照加速器总量在 80 台左右，其中原子能院已经签署 20 台高能电子辐照加速器销售合同，市场占有率近 25%。原子能院已有 12 台高能电子辐照加速器分别装备在北京、山东、浙江、哈尔滨、河南、吉林、广东、宁夏和江西 9 大省市区，分别应用于医疗器械辐照消毒、医疗保健产品灭菌、医用水凝胶生产、宠物食品辐照灭菌、宠物玩具辐照灭菌、枸杞辐照灭菌、调味料辐照灭菌和科研领域等。
此次疫情防控期间，由原子能院研制的首台坐落在北京燕房园工业园区的 10MeV/20kW 高能电子直线辐照加速器已经免费辐照了医用防护服 409880 件，医用隔离衣 4000 件，防护口罩(非医用)70 万个，医用鞋套 14500 个，医用护士帽 1600 个。
2015 年 12 月，该类型辐照加速器在河南漯河投入使用。在此次疫情防控中，该设备也已经免费辐照了一次性医用口罩 360 万件套，中药材、中成药等 160 吨， 为疫情防控做出了贡献。
2013 年6 月该类型辐照加速器在山东投入使用后， 稳定运行 35000 小时，累计处理宠物食品超 40000 吨，创产值 20 亿元人民币，其中创汇 3 亿元。该装置的投入使用创造了很好的经济效益和重大的社会效益，促进了加速器辐照加工产业化可持续发展。
利用高能电子辐照加速器处理防疫物资
2019 年 12 月 16 日，中国原子能科学研究院决策通过了“10MeV/20kW 高能大功率电子辐照加速器装置”科技成果转化事项。这项举措，体现了原子能院改革创新的决心，解放科技人员，充分发挥科研院所的综合优势和核技术应用创新源头的作用，以科技推动产业发展，实现技术突破，完成历史使命。
未来，原子能院将攻克难关，提高加速器功率， 使国产加速器迈入百千瓦的行列，极大地提高加速器的效率，提升技术支持与保障能力，助力我国的医疗卫生服务保障事业。
