工業輻射照射創造更美好的世界
2022年8月25日
未來，傳統加馬輻射照射市場的主要成長可能是加速器。
— Paul Wynne，國際輻射照射協會主席
本週，國際原子能總署正在主辦第二屆國際輻射科學與技術研討會 (ICARST)，這是一次現場與網路合併的會議，探討輻射科學和技術應用的關鍵發展。
“輻射”這個名詞讓一些人感到恐懼，但100多年來，輻射在工業和食品安全中一直發揮著無形、有益且往往至關重要的效用。無論是應用於醫療器械消毒、新鮮農產品消毒以及強化工業聚合物等，輻射照射技術都是現代世界整體的一部分。為了深入了解工業輻射照射的重要性，並了解其技術發展現況，我們採訪了國際輻射照射協會(iia)主席兼總幹事Paul Wynne。iia是一個由來自世界各地的公司、研究機構、大學和政府機構組成的非營利組織，支持全球的輻射照射行業和科學界。
問：加速器相關的工業輻射照射在哪些領域影響最大，您認為這項技術的發展在哪些方向？
答：在工業規模上加速器已使用了約60年，以改善聚合物的性能。主要應用之一是處理電纜絕緣體以提高其耐高溫性，這有助於防火安全和設備之耐用性。還有許多其他應用是藉助由電子束引起的其他化學改變，例如製造用於地板的木塑複合材料以及製造汽車工業中使用的泡沫材料。其中許多應用程序是具專利而應用於製造現場者。採用高功率加速器擴大了可加工產品的範圍，使該技術能夠與放射性同位素鈷-60發出的加馬輻射相競爭。可以處理的產品範圍擴大，包括醫療器械和包裝的滅菌、藥物和化妝品成分以及食品的微生物控制。迄今為止，加馬輻射照射在這些應用中仍然占有主導地位。
問：是否可能由使用放射源輻射照射轉變為使用加速器的技術輻射照射？
答：這是有潛力的，主要涉及醫療器械的滅菌，而對醫療器械以及滅菌的需求正在迅速增加。輻射照射是全球接近一半需要滅菌設備的首選方法，其中加馬射線滅菌佔這些設備的80%以上。各種情況（其中一些可能是暫時的）最近阻止了鈷-60供應跟上需求增長的步伐。醫療設備製造商通常不會偏愛某一種方法，他們只是希望對產品進行適當的消毒。而鈷-60射源的加馬滅菌具有兩大優點：簡單性和可靠性。加速器也有優勢：只需要有電力即可運轉，並且可以暫停游離輻射的發射。市場的力量將決定哪些技術未來會成為主導，但目前它們都應保持可用，因為它們都是符合滅菌所需要的。需要注意的是，就治療能力而言，凡是能用電子加速器治療的病灶，都可以用加馬射線治療，但反之則不然。然而，一些加速器可以配備金屬靶，將電子束轉換成 X 射線，使其特性類似於加馬輻射。
問：工業上使用加速器的應用日益成長，尤其是在發展中國家。這些技術需要克服哪些挑戰才能變得更容易使用？
答：未來傳統加馬輻射照射市場的大部分增長很可能會流向加速器。加速器供應商的數量超過了鈷-60供應商的數量，但高能量高功率機器仍然僅限制在十幾台左右，而對於具有X射線能力的加速器來說，其數量則更少。X射線系統的發展雖仍有限，但正在迅速增長。
許多發展中國家尚未大量採用加速器。與加馬輻射照射器相比，其所需要的高投資、機器的複雜性以及無法確保獲得充足和穩定的電力供應是主要原因。人力資源、財務限制以及須符合的安全要求等，可能是比基礎設施和市場規模問題更容易克服的障礙。目前，使用加速器的技術似乎並不適合所有發展中國家。
問：iia與IAEA就不同的倡議展開合作，包括為年輕研究人員舉辦的國際會議與研討會等。這對強化加速器技術的使用有何益處？
答：iia協會的目標與IAEA的一些目標是一致的。iia在促進輻射技術的安全和有益使用方面是技術中立的。雖然IAEA的對應方是政府及其機構，但iia主要代表工業輻射照射市場。iia與IAEA展開愈來愈多的合作措施。
問：您最感興趣關於加速器工業輻射照射的發展是什麼？它會成為“遊戲規則改變者”嗎？
答：使用低能電子和低能X射線的在線輻射照射是一種非常有前途的新方法。基於使用小型加速器或燈型發射器，這項創新可以使許多行業的製造商能夠採用輻射照射。低能射線對材料的滲透限制了可能的應用，但發射器具有緊密袖珍的優點，可以整合於生產線上。最初的應用包括製藥行業在包裝前針對注射器進行滅菌，以及在牛奶或飲料的無菌包裝線上對材料進行高速滅菌。例如，一家瑞士公司開發了一種對食品成分進行除污的機器，其大小僅與一個大型櫃子差不多。此類系統還用於利用昆蟲絕育技術（國際原子能總署是其中的佼佼者）控制害蟲，並用於輻射生物學研究。需要更多的努力以擴展其潛在的應用領域，尤其是使用袖珍型低能 X 射線系統，但是毫無疑問的，這可能會改變遊戲規則。