谈核容易丨核技术能为抗“疫”做些啥?

05 核技术能够为抗“疫”做些啥?

“我是司机,可以运送抗疫物资。”

“我能做视频,科普抗疫防疫的正确做法。”

“我是夜猫子,可以做淘宝夜班云客服!”

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近日,各行各业的人们都在以自己的方式为抗击新冠肺炎做出努力。微博话题#你的专业可以为抗疫做什么?#也引起了网友讨论。那么核技术能够为抗疫做些什么呢?本期“谈核容易”带您了解“辐照灭菌”技术。

2月7日,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《关于疫情期间执行的通知》。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》采用辐射灭菌技术则将这个时间缩短到1天以内。

随着《应急规范》的出台,目前一次性防护服短缺的问题会在生产厂家和辐射灭菌企业的共同努力得到极大程度的缓解。从1月27日开始,中核集团在北京、苏州、张家港等地的辐照站就为抗疫所用医用防护服提供免费辐照灭菌。2020年2月12日,位于北京的中核集团北京原子高科金辉辐射技术应用有限责任公司迎来了来自河北生产的一批需要辐照的医用防护服、口罩等防疫物资。

不要恐惧:辐照就是晒太阳

在大自然中,只要是温度在绝对零度以上的物体,有温度的物体,包括我们人体,都在以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量,而这种传递能量的方式就叫辐射。

简单来说,辐照的过程,就像是在太阳下晒被子,通过紫外线杀菌消毒。

辐射存在于我们生活的方方面面。随着科技的发展,从电视、手机、电脑、电磁炉和微波炉,这些设备和设施都会产生电磁辐射。

提起辐射,人们一般会联想到核事故造成的放射性辐射,或者手机、家用电器等电磁辐射,这种片面的理解会使人们从心底抵触或对辐射产生恐惧。其实不然,有效利用同位素和辐射技术,将会为国民经济建设和人民生活服务提供优质的保障。

当把这些能量作用于目标微生物,使其受到不可恢复的损失和破坏,达到杀菌的目标,这种加工技术称为辐射加工技术。

中国同辐介绍到,辐射灭菌主要是通过钴-60和电子束等作为辐照源,利用γ射线和电子束及X射线等与物质相互作用所产生的物理效应、化学效应和生物效应,对被加工物品进行杀菌、消毒,最终将产品安全地投放到市场。

国际公认:辐照灭菌绿色安全

由γ射线或电子加速器产生的高能电子束照射可作用于微生物细菌或病原体,达到一定的剂量就可以全部将它们杀死,达到消毒灭菌的目的。

这一技术已被广泛用于工业生产中的材料改性、新材料制备、环境保护、医疗卫生用品灭菌和食品保鲜等。辐照灭菌具有常温、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。

一般伽玛辐照装置由以下系统构成:一、升降源系统 二、水处理系统(冷却水)三、传输系统 四、通风系统五、剂量监控系统 六、安全联锁系统 以上系统有机成为一体。

当有任何故障或报警,第一时间源架会降至贮源井中。

辐照加工技术是同位素与辐射技术应用中的重要组成部分,上世纪50年代美国强生公司首先将辐射技术用于医疗器械的消毒灭菌,之后利用辐射技术处理一次性医疗器械在全世界得到了广泛的应用。同时辐照技术也大量用于食品保藏,达到有效延长货架期,杀虫等效果。

在此时期还发现,辐照处理的外科用羊肠缝合线消毒灭菌效果可靠,得到医学界的赞赏,开创了辐射消毒卫生医疗用品的新方法。之后,辐射加工发展迅速。

医疗卫生健康领域是辐照技术最重要的应用领域之一,尤其是医疗用的消毒灭菌。目前欧美国家超过40%的医疗用品采用辐照技术消毒灭菌,而在我国仅占到10%左右。辐照灭菌技术是国际上普遍认可的先进、绿色技术。目前这种方式在我国正在被推广中。

放心使用:辐照产品不会有辐射残留

辐照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、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。

目前主要应用于医疗保健产品灭菌,这里以医疗用品和食品辐照进行说明。


1.‍医疗用品辐射消毒灭菌

主要是指在常温常压下对包装好的一次性医疗用品、卫生用品、手术器械、医用敷料等利用辐射加工装置进行辐照,从而达到消毒、灭菌的目的。

辐射消毒灭菌法有着明显的优势,可以在常温、常压下进行处理,节约能源,无污染,可以大批量处理,并且易于控制。

由于其独特的高效、无残留、可在包装后进行消毒灭菌处理,避免二次污染。常规的高温高压消毒灭菌耗时耗能,环氧乙烷灭菌破坏环境。

2.‍食品的辐照

是利用射线照射食品,达到灭菌、杀虫,或抑制鲜活食品的生命活动,从而达到防霉、防腐、延长食品货架期或保鲜目的。

食品会因为细菌和霉菌的作用而很快腐败。高能射线能破坏微生物细胞核内的DNA,生成的活性粒子也会对细菌造成杀伤,所以辐射法可以有效地对这类食品进行灭菌处理,延长它们的保存期。

辐照过的产品安全吗?

关于辐照杀菌,普通民众最担心就是被辐照后的产品会不会有辐射残留。辐照产品是安全的,可以放心。

首先,辐照后本身不会导致辐射有残留。Co60作为辐照源,衰变时释放的能量偏低,很难引发活化。

其次,FAO、IAEA和WHO联合专家委员会得出结论,任何产品辐照总平均剂量达10kGy水平时,不具有毒理学上的危害性,这样处理的产品毋需进行毒理学检查。用10kGy剂量辐照过的食品,不会引起特殊的营养或微生物问题。因此,辐照产品是安全的,可以放心使用。

射线辐照有残留吗?

放射性物质——Co-60被密封在双层不锈钢包壳内,并固定在钴源源架上,而产品则装载在专用辐照容器内,货箱只在固定的轨道上运行,钴源板和辐照容器之间有一定距离,产品只是受到射线的穿透辐照,不会与放射性物质直接接触,故不会被放射性物质污染。

就诱发感生放射性而言,诱发感生放射性即因辐射引起产品的构成元素变成放射性元素问题,事实上,用于产品辐照加工中使用的Co-60Ɣ射线的能量只有1.17Mev和1.33Mev,其平均能量为1.25Mev,研究表明,要使构成物质的主要元素C(碳)、O(氧)、N(氮)、P(磷)、S(硫)等变成放射性核素至少需要超过10Mev以上的高能射线照射,Co-60Ɣ射线的能力远低于产品中可能诱发放射性的能量阀值,不会产生诱发性发生核素及其化合物。

潜力行业:保障人类健康生活

辐照加工在我国仍然是一个有较大上升空间的产业。辐照技术,对于环境保护、资源利用和人民健康保障,都将是一个拥有潜力的绿色行业。

中核集团作为我国核工业发展的龙头企业,拥有全产业链的优势,35年前,就开始了辐照技术的研究。

原材料实现自主——

秦山三期重水堆核电站是全球为数不多的可生产钴-60的核电站。目前,我国已打破国际垄断,拥有自己的钴源,中国同辐从钴靶件的设计到钴源的封装再到出口,实现了完整的国产化和工业化,2018年,该项目获得中国工业大奖。

设备达到国际先进——

加速器是核领域的最重要设备之一,它反映了一个国家核科学和核技术应用的水平。金辉公司使用的辐照设备,是由中核集团原子能院于2007年研制成功的我国第一台高能大功率电子辐照加速器。该设备已稳定运行了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100%。

设计建造运营一站式——

目前,全国共有130多家辐照站,80以上都由中国同辐提供技术并建造。其中,中国同辐共有9家从事辐照灭菌的企业,拥有12个辐照装置,分布在北京、苏州、张家港、泰州、长春、成都、大连、海口。苏州、张家港、北京的辐照站主要开展医疗用品消毒灭菌,已列入防护服辐照企业名录。

辐照技术是一个宝藏,是一种绿色的灭菌手段,合理利用辐照技术可保障医疗器械无菌安全,食品更加卫生,对提高民众生活质量起到了积极地推动作用。

素材来源:科普中国、中国同辐、原子能院等