核技术应用产业化的前景中国原子程科学研究院教案.ppt
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1、核技术应用产业化的前景核技术应用产业化的前景中国原子程科学研究院中国原子程科学研究院 王乃彦王乃彦 20112011年年4 4月月2121日日 福建福建u 1.1.辐照装置的应用辐照装置的应用u 2.2.工业用电子加速器的应用工业用电子加速器的应用 u 3.3.辐照装置及辐照应用今后的重点发展方向辐照装置及辐照应用今后的重点发展方向 u 4.4.核技术在农业中的应用核技术在农业中的应用 u 5.5.核技术在医疗卫生方面的应用核技术在医疗卫生方面的应用u 6.6.结束语结束语 内容提要内容提要提要提要:核技术应用已经在国防现代化建设,工业,农业,生命、材料、信核技术应用已经在国防现代化建设,工业
2、,农业,生命、材料、信息科学,环保和人类健康等方面发挥着重要的作用。但我国和国外状况息科学,环保和人类健康等方面发挥着重要的作用。但我国和国外状况相比,从国内需求情况看,核技术应用情况存在着明显的差距和严重的相比,从国内需求情况看,核技术应用情况存在着明显的差距和严重的不足。不足。据统计,美、日国民经济总产值中核技术贡献约占据统计,美、日国民经济总产值中核技术贡献约占34%。美国核技术产生的年产值约为美国核技术产生的年产值约为3500亿美元亿美元(其中核能部分约占其中核能部分约占20%,非,非核能部分约占核能部分约占80%);日本约为日本约为1500亿美元亿美元(核能和非核能各占一半核能和非核
3、能各占一半)。我国核技术应用如果也按照我国核技术应用如果也按照34%比值来测算,年产值应达到比值来测算,年产值应达到1.1941.592万亿人民币万亿人民币(按按2010年我国年我国GDP为为39.8万亿人民币见温总万亿人民币见温总理报告理报告),这和我国当前核技术应用的产值相差约一个数量级。,这和我国当前核技术应用的产值相差约一个数量级。据不完全统计我国核技术应用产业据不完全统计我国核技术应用产业1300亿人民币亿人民币(其中核能约其中核能约300亿,亿,非核能部分约为非核能部分约为1000亿亿)。这说明我国核技术应用有着很大的市场和很好发展前景。这说明我国核技术应用有着很大的市场和很好发展
4、前景。国国内内一一些些从从事事核核技技术术应应用用产产品品的的企企业业由由于于规规模模小小,资资金金不不足足,技技术术不不够够先先进进,产产品品质质量量以以及及承承担担风风险险的的能能力力差差,在在激激烈烈的的竞竞争争中中处处于于被动地位;仅有少数企业做得很好。被动地位;仅有少数企业做得很好。目目前前我我国国核核技技术术应应用用有有相相当当一一部部分分被被国国外外厂厂商商占占有有,参参加加WTO后,这种势态还进一步发展。后,这种势态还进一步发展。核核技技术术是是一一项项军军民民两两用用的的技技术术,核核探探测测技技术术,核核仪仪器器仪仪表表,核核放放射射源源,辐辐照照与与同同位位素素技技术术等
5、等已已广广泛泛地地应应用用于于国国防防建建设设与与科科学学研研究究的的各各个个方方面面。实实际际上上核核技技术术的的许许多多发发展展和和应应用用来来源源于于军军事事需需求求。因因此此发发展展核核技技术,实现产业化对国防建设有着重要的意义。术,实现产业化对国防建设有着重要的意义。因因此此,呼呼吁吁有有关关部部门门对对我我国国核核技技术术的的发发展展和和应应用用给给予予大大力力的的支支持,在政策上和组织上采取必要的措施,加速推动其发展。持,在政策上和组织上采取必要的措施,加速推动其发展。提要提要:1.辐照装置的应用辐照装置的应用 总设计装源能力总设计装源能力 超过超过1 1亿居里亿居里 实际装源能
6、力实际装源能力 36003600万居里万居里 4 4座座 400400万居里万居里 2 2座座 300300万居里万居里 1111座座 200200万居里万居里 4 4座座 150150万居里万居里 1010座座 100100万居里万居里 107107座座 3030万居里(设计能力)万居里(设计能力)其中有其中有6 6座在建设中座在建设中 辐照装置和工业用加速器的发展速度在国际上公认是世界上辐照装置和工业用加速器的发展速度在国际上公认是世界上最快的。最快的。辐照装置的应用辐照装置的应用辐射装置的应用情况:辐射装置的应用情况:l主要用于食品与医疗用品消毒,主要用于食品与医疗用品消毒,200520
7、05年我国辐射食品产量年我国辐射食品产量达达14.514.5万吨,占世界辐射食品总量(万吨,占世界辐射食品总量(4040万吨)的万吨)的36%36%。l对动物饲料和宠物饲料等的辐照灭茵对动物饲料和宠物饲料等的辐照灭茵,辐照处理的饲料已辐照处理的饲料已超过超过4 4万吨。万吨。l辐照高附加值的医疗用品和印染助剂辐照高附加值的医疗用品和印染助剂(可防止在丝织品印可防止在丝织品印染中的退色染中的退色),可以做到每居里毛收入,可以做到每居里毛收入4040元。元。核核技术在辐射加工的应用技术在辐射加工的应用 辐射加工辐射加工作为原子能工业的轻工业在世界各地作为原子能工业的轻工业在世界各地发展迅速,并形成
8、产业,年产值约为发展迅速,并形成产业,年产值约为200亿美元,亿美元,每年以每年以20%左右的速度增长,年总产值在国民经左右的速度增长,年总产值在国民经济总产值的千分之一左右。用于辐射加工的电子济总产值的千分之一左右。用于辐射加工的电子加速器超过加速器超过1000台,总功率为台,总功率为45MW,CO-60放射源的辐照装置多于放射源的辐照装置多于200座,强度已达一亿居座,强度已达一亿居里。里。2.工业用电子加速器的应用工业用电子加速器的应用 n20062006年建成年建成7 7台,另有台,另有6 6台正在建设之中,总共已建成功率在台正在建设之中,总共已建成功率在5kW5kW以上的电子加速器以
9、上的电子加速器105105台,总功率达台,总功率达6664kW6664kW,是,是19961996年(年(2626台)的台)的4 4倍。倍。n应用方面已从过去单一的辐射交联生产线缆与热缩材料,向辐应用方面已从过去单一的辐射交联生产线缆与热缩材料,向辐射化工、烟气脱硫脱硝、大型工业射化工、烟气脱硫脱硝、大型工业CTCT、消毒灭茵等多方面的应、消毒灭茵等多方面的应用发展。用发展。(热缩管在无锡热缩管在无锡,苏州一带发展很好苏州一带发展很好)n10MV10MV,5 5、7 7、1010、1515、20kW20kW等功率的加速器经过几年的努力取等功率的加速器经过几年的努力取得长足进步。得长足进步。高能
10、物理研究所、高能物理研究所、原子能科学研究院原子能科学研究院10MV10MV、15kW15kW驻波电子直线加驻波电子直线加速器速器运行运行中国工程物理研究院中国工程物理研究院1200kW1200kW电子加速器电子加速器用于烟气的用于烟气的脱硫脱硝脱硫脱硝*原子能科学研究院原子能科学研究院350kV350kV,20mA20mA紧凑型的高压电紧凑型的高压电子加速器子加速器辐照生产医辐照生产医用塑料膜用塑料膜*工业用电子加速器的应用工业用电子加速器的应用 电子加速器主要应用在辐射交联线缆、热收缩产品,电子加速器主要应用在辐射交联线缆、热收缩产品,发泡材料等领域。发泡材料等领域。20062006年年,
11、有有1515家年产值大于家年产值大于30003000万元,其中万元,其中9 9家年产值家年产值大于亿元。以加速器为主体的辐照加工应用为大于亿元。以加速器为主体的辐照加工应用为GDPGDP贡献约贡献约7575亿元,比亿元,比20052005年的年的6363亿元增长约亿元增长约15%15%。其中各部分比例。其中各部分比例如图:如图:3.辐照装置及辐照应用今后的重点发展方辐照装置及辐照应用今后的重点发展方向向u大力加强工业用加速器的研究开发大力加强工业用加速器的研究开发u大力发展辐射化工产品大力发展辐射化工产品u大力发展医疗保健用品的辐射灭茵消毒大力发展医疗保健用品的辐射灭茵消毒u食品辐照食品辐照u
12、辐射治理三废辐射治理三废u核检测诊断设备核检测诊断设备(1)大力加强工业用加速器的研究开发大力加强工业用加速器的研究开发n对已能生产的技术上比较成熟的加速器要进一对已能生产的技术上比较成熟的加速器要进一步提高性能指标,开发系列产品,形成批量生步提高性能指标,开发系列产品,形成批量生产能力,达到国际同类产品的先进水平。产能力,达到国际同类产品的先进水平。n对目前尚不能生产而又紧需的加速器,要通过对目前尚不能生产而又紧需的加速器,要通过引进设备、消化吸收,从而自主开发。引进设备、消化吸收,从而自主开发。(1)大力加强工业用加速器的研究开发大力加强工业用加速器的研究开发5-105-10年建立起研发和
13、生产基地,基本解决国内的需求。年建立起研发和生产基地,基本解决国内的需求。800kV800kV,400mA400mA大功率电子低能加速器大功率电子低能加速器烟气处理烟气处理10MV10MV,20kW20kW以上高能大功率加速器以上高能大功率加速器辐照消毒辐照消毒300kV300kV,300mA300mA电子辐照加速器电子辐照加速器城市饮用水净化、废水处理和城市饮用水净化、废水处理和辐照固化辐照固化10-20 MV10-20 MV小型回旋加速器小型回旋加速器生产医用同位素生产医用同位素1.5-2 MV1.5-2 MV探伤加速器探伤加速器无损检测无损检测9MV9MV以上的高能加速器以上的高能加速器
14、工业工业CTCT(2)大力发展辐射化工产品大力发展辐射化工产品 针对国家支柱产业(汽车、电子针对国家支柱产业(汽车、电子 、通讯),新兴产业(环保、生、通讯),新兴产业(环保、生态农业)、重大工程(三峡等)和出口创汇产品,开展辐射化工产品态农业)、重大工程(三峡等)和出口创汇产品,开展辐射化工产品的研制。的研制。加速发展在国外已经产业化而国内基本属于空白的辐射化工产品,加速发展在国外已经产业化而国内基本属于空白的辐射化工产品,在引进国外技术的基础上,建立辐射硫化示范生产线,并进行推广,在引进国外技术的基础上,建立辐射硫化示范生产线,并进行推广,加快辐射交联聚烯烃管材、电子束涂层固化、高分子加快
15、辐射交联聚烯烃管材、电子束涂层固化、高分子PTCPTC器件等的开发器件等的开发研究。研究。辐射化工产品辐射化工产品辐射交联电线电缆辐射交联电线电缆新型建筑用线、汽车机车用线、船用电缆、10kV以下电力电缆、架空电缆和核电电站用高性能电缆热缩材料热缩材料发展电力、通讯、电器,以及油、气、管道用的热缩管、片、带材辐照材料辐照材料研发新的高性能辐照高分子材料以满足辐照交联线缆和热缩制品的需要(3)大力发展医疗保健用品的辐射灭茵消毒大力发展医疗保健用品的辐射灭茵消毒 加速发展现代化的工业辐照灭茵工厂,建立完善的辐加速发展现代化的工业辐照灭茵工厂,建立完善的辐射灭茵质量保证体系。加快与国际接轨,在满足出
16、口的医射灭茵质量保证体系。加快与国际接轨,在满足出口的医疗保健用品辐射灭茵需求的同时,利用积极开拓国内市场,疗保健用品辐射灭茵需求的同时,利用积极开拓国内市场,使医疗保健用品辐照灭茵的占有率到使医疗保健用品辐照灭茵的占有率到20102010年达到年达到60%60%。一次性使用一次性使用的医疗器械的医疗器械国家食品药品监督管理局国家食品药品监督管理局2002年公布的授权企业有年公布的授权企业有143家,绝大多数采用环氧乙烷消毒。蒙特家,绝大多数采用环氧乙烷消毒。蒙特利尔国际环保公约的要求,应逐步淘汰环氧乙烷消毒法,采用辐射灭茵消毒法。利尔国际环保公约的要求,应逐步淘汰环氧乙烷消毒法,采用辐射灭茵
17、消毒法。医用乳胶手医用乳胶手套套全国较大规模的生产企业有全国较大规模的生产企业有30家,年产量约家,年产量约3亿副,大部分出口,根据国外要求,都应采用辐亿副,大部分出口,根据国外要求,都应采用辐射灭茵法。射灭茵法。卫生材料卫生材料全国有生产企业全国有生产企业400多家,主要产品有医用敷料、手术巾、手术衣、急救包、棉球等十几种卫多家,主要产品有医用敷料、手术巾、手术衣、急救包、棉球等十几种卫生材料。生材料。43%的产品出口,大部分是到国外后另行包装由当地国灭茵处理。今后,应用国内的产品出口,大部分是到国外后另行包装由当地国灭茵处理。今后,应用国内辐照灭茵,以最终产品进入国际市场。辐照灭茵,以最终
18、产品进入国际市场。药品包装材药品包装材料料国内药品包装企业有国内药品包装企业有700多家,主要生产药品包装用塑料制品、复合膜、多家,主要生产药品包装用塑料制品、复合膜、PTP铝膜、疫苗包装铝膜、疫苗包装制品、抗生素铝塑组合等。目前,只有少数企业采用辐射灭茵法,有巨大的市场需要开发。制品、抗生素铝塑组合等。目前,只有少数企业采用辐射灭茵法,有巨大的市场需要开发。中成材料中成材料配制中药过程中,药材生粉含有的营养物质容易滋生细茵,达不到质量要求。用环氧乙烷消配制中药过程中,药材生粉含有的营养物质容易滋生细茵,达不到质量要求。用环氧乙烷消毒会有残毒,高温消毒会使中药的挥发性成分损失,采用辐射灭茵是一
19、种最为安全有效的方毒会有残毒,高温消毒会使中药的挥发性成分损失,采用辐射灭茵是一种最为安全有效的方法,应大力推广。法,应大力推广。(4)食品辐照)食品辐照n辐照杀灭致病茵、虫,减少食源性疾病的发生辐照杀灭致病茵、虫,减少食源性疾病的发生,重点应用于小包装熟,重点应用于小包装熟食品,预冷小包装鲜畜、禽肉的辐照处理,及一些保健的辐照。食品,预冷小包装鲜畜、禽肉的辐照处理,及一些保健的辐照。n进出口的农副产品和食品的检疫处理进出口的农副产品和食品的检疫处理,据海关统计,近几年来我国进,据海关统计,近几年来我国进出口贸易中的农副产品、食品以及一些可能生虫染茵的产品约占进出出口贸易中的农副产品、食品以及
20、一些可能生虫染茵的产品约占进出口量的三分之一,达口量的三分之一,达90009000万吨,价值万吨,价值450450亿美元。亿美元。为避免一些病茵、虫害和化学毒素等带入我国,采用辐照处理是十为避免一些病茵、虫害和化学毒素等带入我国,采用辐照处理是十分有效方法。分有效方法。应在主要口岸建立辐照检疫处理示范装置,并以法令法规形式加以应在主要口岸建立辐照检疫处理示范装置,并以法令法规形式加以推广使用。推广使用。n粮食储存中的辐照杀虫粮食储存中的辐照杀虫,我国储备粮目前主要依靠杀虫剂熏蒸处理,我国储备粮目前主要依靠杀虫剂熏蒸处理,其残留药物和污染环境危害人们健康,操作工人更是受到其害,而且其残留药物和污
21、染环境危害人们健康,操作工人更是受到其害,而且长期用药使虫类已有抗药性,大力推广使用辐照杀虫是行之有效的方长期用药使虫类已有抗药性,大力推广使用辐照杀虫是行之有效的方法法(国际上己呼吁多年了国际上己呼吁多年了)。(5)辐射治理三废)辐射治理三废 辐射治理三废将成为辐射产业新的增长点:治理电厂辐射治理三废将成为辐射产业新的增长点:治理电厂烟道气、治理污水、治理污泥。烟道气、治理污水、治理污泥。n以辐射法处理电厂烟道气为重点,建立示范装置,在全国大、以辐射法处理电厂烟道气为重点,建立示范装置,在全国大、中型电厂逐步推广,优化工艺、提高效率、提供成熟技术,争中型电厂逐步推广,优化工艺、提高效率、提供
22、成熟技术,争取到取到20102010年建成年建成1010套工业装置,产业规模达到套工业装置,产业规模达到1010亿元,亿元,20152015年年能有能有2020套装置投入运行。套装置投入运行。n工业污水的辐射处理,以纺织印染,造纸工业的工业污水的处工业污水的辐射处理,以纺织印染,造纸工业的工业污水的处理为主要研究对象,选择理为主要研究对象,选择2-32-3家具有代表性的企业和污染严重的家具有代表性的企业和污染严重的地区进行研究试验,取得成功后,建立地区进行研究试验,取得成功后,建立1-21-2座工业试验装置,争座工业试验装置,争取取20102010年后推广。年后推广。n固体废弃物处理,以医疗垃
23、圾为首选的处理对象,首先在北京、固体废弃物处理,以医疗垃圾为首选的处理对象,首先在北京、上海等大城市进行试验,首先是传染病医院中医疗垃圾的处理。上海等大城市进行试验,首先是传染病医院中医疗垃圾的处理。(6)核检测诊断设备)核检测诊断设备 大力研发各种类型的核检测诊断设备,实现标准化、大力研发各种类型的核检测诊断设备,实现标准化、系列化和智能化,争取多出口,打入国际市场。系列化和智能化,争取多出口,打入国际市场。n进一步研发大型集装箱检测系统,进一步提高分辨能力和物性辨进一步研发大型集装箱检测系统,进一步提高分辨能力和物性辨别能力以及对高速运动物体的识别能力,研发大型工业别能力以及对高速运动物体
24、的识别能力,研发大型工业CTCT装置、装置、提高成像质量、向在线实时检测和自动控制方向发展。提高成像质量、向在线实时检测和自动控制方向发展。n研发在线检测和控制仪表,重点开发用于选矿厂恶劣条件下使用研发在线检测和控制仪表,重点开发用于选矿厂恶劣条件下使用的矿浆密度计及其控制系统,用于洗煤、水泥生产的核辐射秤及的矿浆密度计及其控制系统,用于洗煤、水泥生产的核辐射秤及其控制系统,用于矿石品位的在线分析及控制系统。其控制系统,用于矿石品位的在线分析及控制系统。n研发用于开发油田、煤田和金属矿勘探和开采的核测井仪器设备,研发用于开发油田、煤田和金属矿勘探和开采的核测井仪器设备,重点开发能谱型核测井仪器
25、,包括天然重点开发能谱型核测井仪器,包括天然能谱测井,快中子非能谱测井,快中子非弹性散射弹性散射能谱测井,中子能谱测井,中子测井等,以便更直接地反映地层测井等,以便更直接地反映地层的岩性和油气含量。的岩性和油气含量。n完善和改进广泛使用的核医学成像设备,在发展硬件设备的同时,完善和改进广泛使用的核医学成像设备,在发展硬件设备的同时,加强软件开发,提高成像速度,影像的空间和时间分辨率,改善加强软件开发,提高成像速度,影像的空间和时间分辨率,改善影像的对比度,研究和探索的成像模式。影像的对比度,研究和探索的成像模式。4.核技术在农业中的应用核技术在农业中的应用 n我国核农业在我国核农业在“八五八五
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