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当我们考虑电子束辐照的时候,为了能够准确的确定所需的加速器,有一些概念需要被涉及到。

剂量 |
在电离辐照的任何过程中都需要使用的单位,取决于从辐照束流到原材料被处理的能量转换。

这一实物量度被称作剂量。剂量由此被用来定义物品的吸收能量,而非辐照源或电子加速器所释放的能量。剂量测量在辐照过程中是一个非常重要的部分。

电子束剂量测定的正式称谓:格里
一格里定义为每千克物品所吸收的1焦耳能量
常用的单位为:千格里


穿透度 |
能量
对于给定物体,电子所能穿透的厚度为一个关于电子能量的线性方程所决定(能量越高,穿透度也就越高)。

密度
对于给定物体,电子所能穿透的厚度为一个关于物品厚度的线性方程所决定(密度越大,穿透度也就越低)。

事实上,物品的穿透度取决于电子的能量,物品的密度,以及其是通过单面或双面辐照。
如图表所示,使用10MeV的能量,一个密度为1g/cm3的物品(水),单面辐照的穿透度为3.6厘米。而同样物品在双面辐照的情况下,其穿透度可达9厘米。

产能 |
对于给定的物品及处理流程,一旦能量水平被确定(确保足够的情况下),为了能够达到所需产量,整个系统的功率需要得到准确的评估。显然,每天处理若干单位的物品要比每小时处理上千个物品所需的功率要多。
为了计算出设备所需的功率,其常用的公式是根据“表面积法则”而来。
A/T = K F I / D
  • A = Area (m2)
  • T = Time (min)
  • K = K为面积处理系数(能量函数如下图所示)

Energy (MeV)

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

1,0

1,5

2,0

3,0

4,0

5,0

10,0

K(Mrad m2/mA min)

3,09

2,26

1,86

1,64

1,42

1,31

1,20

1,16

1,13

1,13

1,14

1,17

  • F 为物品实际吸收的电子比例
  • I 为电子束电流(mA),此为加速器的一个主要指标
  • D 为剂量(Mrad)——注意:1Mrad=10KGy
工业电子束处理应用举例 |
为了表述上面所提的公式,这里有若干个有关工业电子束辐照的案例概览。请紧记,这些都是为了能够更加清晰的表明概念所特意简化过的处理流程。实际的评估需要更多的分析与彻底的调研。