在大多數(shù)人的認知里,核技術(shù)總是與高深莫測、危險神秘等詞匯相連。實際上,普通人的“衣、食、住、行、用”已廣泛受惠于核技術(shù)應(yīng)用這位“幕后英雄”,它和人類已經(jīng)“形影不離”。如果將核電比作核技術(shù)應(yīng)用中的 “重工業(yè)” 巨擘,那么核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的其他應(yīng)用則是 “輕工業(yè)” 巧匠。
據(jù)統(tǒng)計,核技術(shù)與國民經(jīng)濟制造業(yè)領(lǐng)域43個細分行業(yè)中的近三分之一的行業(yè)有關(guān),廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、公眾安全等領(lǐng)域。其中,工業(yè)方面的應(yīng)用占比最高,達到了55%。
核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,包括在材料改性、工業(yè)無損檢測、輻照輔助凈化工業(yè)“三廢”等。
01 輻射材料改性
工業(yè)材料的性能往往決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。核技術(shù)在這里扮演了一個神奇的“魔法師”角色,對材料進行改性,讓它們擁有更卓越的性能。
輻照材料改性是中國產(chǎn)業(yè)化程度最高的輻射技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。2015年,改性材料產(chǎn)值72億美元,其中線纜和熱縮材料占70% 以上。國內(nèi)用于線纜輻射加工的電子加速器200余臺,總功率接近 15000千瓦。用于熱縮材料輻射加工的電子加速器40余臺,總功率約為3000千瓦。僅輻射交聯(lián)電線電纜一項,年產(chǎn)值已超過40億美元。其他比較成熟的輻照改性應(yīng)用項目有:熱縮材料、發(fā)泡材料、聚四氟乙烯超細粉、水凝膠傷口敷料、纖維輻照接枝改性、醫(yī)用高分子材料等。在木塑材料、生物醫(yī)學功能膜等方面也有望取得重大突破。最主要的改性材料生產(chǎn)商有深圳沃爾核材、中廣核達勝、上海長園等。
目前,在高分子材料改性方面應(yīng)用較為廣泛的輻照交聯(lián)技術(shù),可以使線性高分子在射線作用下具有綠色、高效、易控等優(yōu)點。利用該技術(shù)處理的聚乙烯,其耐溫等級和耐磨損性分別是普通PVC的2倍——10倍。廣泛應(yīng)用于能源、交通、電信、電力、建筑、通信等領(lǐng)域。此外,經(jīng)過輻射加工獲得的高性能塑料,可以用于制造衛(wèi)星器件,人工心臟瓣膜、人工角膜、人工關(guān)節(jié)等。
02 無損檢測
無損檢測是工業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在大型機械設(shè)備、航空航天零部件以及石油管道等的制造和維護過程中,我們需要確保這些部件內(nèi)部沒有隱藏的缺陷。傳統(tǒng)的檢測方法往往存在局限性,而核技術(shù)的出現(xiàn)就像是一把神奇的鑰匙,打開了更精準檢測的大門。
射線檢測是核技術(shù)在無損檢測中的重要應(yīng)用之一。就像給物體內(nèi)部拍X光片一樣,利用放射性同位素發(fā)出的射線穿透物體。不同密度的物質(zhì)對射線的吸收程度不同,通過檢測射線在另一側(cè)的強度變化,就能清晰地呈現(xiàn)出物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。例如,在航空發(fā)動機葉片的檢測中,這些葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,哪怕是極其微小的裂紋都可能導(dǎo)致嚴重的飛行事故,而核技術(shù)的射線檢測可以精確地發(fā)現(xiàn)那些人眼無法察覺、傳統(tǒng)方法難以探測到的裂紋,保障飛行安全。
03 輻照輔助凈化工業(yè)“三廢”
“三廢”是指工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣、固體廢棄物。利用電離輻射處理環(huán)境污染物,可有效降解“三廢”,即廢水、廢氣、廢渣中的有機物,減少或徹底消除環(huán)境污染。
其中,工業(yè)廢水的輻射處理通常采用電子束輻照技術(shù)。通過電子加速器產(chǎn)生的高能電子束照射水體,分解生成的強氧化物質(zhì),與水中的污染物、細菌等相互作用,達到氧化分解和消毒的目的,可處理難降解有機廢水、抗生素廢水、含致病菌廢水等,廣泛應(yīng)用于印染、化工、制藥等領(lǐng)域。