Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Применение ускорителей ЭЛВ и ИЛУ для модификации полимеров

С.Н. Фадеев, В.О. Ткаченко

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН
630090, г.Новосибирск, пр.Акад.Лаврентьева, 11; 
E-mail: S.N.Fadeev@inp.nsk.su 

Более 30 лет Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН разрабатывает и производит ускорители электронов для применения в промышленных и исследовательских радиационно-технологических установках. Большинство из 120 ускорителей, изготовленных ИЯФ за это время, используется для  радиационной обработки полимерных материалов и изделий различного назначения. 42  ускорителя осуществляют радиационное сшивание изоляции проводов и кабелей. 22 ускорителя заняты в производстве термоусаживаемых полиэтиленовых изделий (пленок, трубок, лент, шлангов и манжет). Кроме того, ускорители ИЯФ работают в процессах производства мягкой кровли, вспененного полиэтилена, композитных материалов. 33 ускорителя из 48 поставленных за рубеж (Япония, КНР, Южная Корея, Индия, Германия, Польша, Венгрия, Чехия и др.) также используются для обработки полимерной продукции.

В результате облучения изменяются многие химические и физические свойства органических соединений: увеличивается молекулярный вес, повышается термостойкость, стойкость к воздействию химических реагентов. Увеличивается твердость полимеров, повышается их электрическое сопротивление. Технологические процессы с использованием ускорителей непрерывны и высокопроизводительны. Рентабельность таких производств также достаточно высока. 

Наибольшим спросом  в промышленности пользуются ускорители ИЯФ типа ЭЛВ и ИЛУ, перекрывающие диапазон энергий от 0,3 до 5 МэВ. Максимальная мощность пучка ускоренных электронов составляет 20 - 400 кВт. По своим параметрам эти ускорители не только не уступают лучшим мировым образцам, но во многом превосходят их. Поэтому ИЯФ традиционно занимает ведущие позиции среди мировых фирм-производителей ускорителей электронов. Многие компании, использовавшие ранее ускорители других типов, в настоящее время приобретают ускорители ИЯФ. На Рис.1 представлена динамика поставок ускорителей ЭЛВ и ИЛУ.

В докладе кратко представлены основные характеристики и особенности конструкции ускорителей ИЯФ. Особое внимание уделено устройствам для выпуска пучка электронов в атмосферу, а также подпучковому оборудованию, поз­воляющему обеспечить эффективную многостороннюю обработку изделий различной конфигурации. Описывается система конверсии электронного пучка  с энергией до 5 МэВ в тормозное рентгеновское излучение. Применение такой системы позволяет осуществлять облучение габаритных и толстостенных изделий, а также деталей сложного профиля, необходимых, в частно­­сти, для использования в системах горячего водоснабжения.

Работа всех поставленных в последнее время ускорителей синхронизована с работой технологического оборудования, что позволило полностью автоматизировать  технологический процесс.

В докладе обобщается многолетний опыт  работы ускорителей ИЯФ на различных отечественных и зарубежных предприятиях, занятых обработкой полимеров, суммарная наработка на которых только для ускорителей ЭЛВ превышает 500 ускорителелет.

Рис.1. Поставка ускорителей электронов типа ЭЛВ и ИЛУ в 1971-2000 гг. (нарастающим итогом всего (сплошная линия) и в страны дальнего зарубежья (пунктир).