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3）辐射剂量对人体有危害，所以使用辐射处理食品必须非常谨慎，做好运输及处理食品的工作人员的安全防护工作。

为此，要对辐射源进行充分遮蔽，必须经常连续的对照射区和工作人员进行监测检查。

三、食品辐射保藏发展史

自1895年（19世纪末）伦琴发现x－射线后第二年，有人就发表论文，提出x－射线对细菌的作用及其实际应用问题，但由于当时放射源强度不够和其他原因，以后三年时间研究者得出结论：

x－射线无杀菌作用。

后来，随着射线源的增大和实验的改进，开始着重研究射线灭菌机理，但应用研究较少。

二战期间，美国麻省理工学院的罗克多尔进行了射线处理应用于汉堡包保鲜的研究工作，拉开了辐射保藏食品研究的序幕。

50年代起，北美、欧洲及日本等30多个国家先后抽入了大量的费用，逐步开展了辐射保藏食品的研究。

60年代起，包括我国在内的一些发展中国家也加入了这一研究的行列。

目前从事这方面研究的国家有50多个。

受到研究的食品种类有粮食、粮食制品、水果、蔬菜、各种肉类、肉制品、家禽、水产品、香料和动物饲料等。

人们从多方面对这项技术进行了研究。

其中包括食品辐照的机理和灭菌原理，辐照食品工艺，辐射食品化学、营养学、微生物学、毒理学和剂量学等

与此同时，自60年代初起，联合国粮农组织、国际原子能机构、世界卫生组织联合主持召开了国际辐射保藏食品的科学讨论会。

1980年10月由以上三个组织的专家委员建议：

批准经兆拉德（10KGy）以下处理的任何食品均可供食用。

在实际应用方面，一些国家先后批准了一批辐射产品的商业化应用。

其中辐照马铃薯是获得最多国家批准食用的一种商业化产品。

其他一些辐射产品在不同范围和程度上获准产业化生产。

其中包括：

鲜鳕鱼片、虾、去内脏鸡、谷物、面粉、芒果、草莓、蘑菇、芦笋、大蒜、洋葱、调味品等

在所有的食品处理方法中，还没有其他任何一种技术受到如电离辐射技术那样旷日持久、内容广泛、耗费巨大的研究。

正如其他保藏方法一样，辐射保藏有其局限性，不完全适用于所有食品，必须有选择地使用。

从人们对这一新的技术观念，市场接受性和经济可行性方面来看，这种方法的推广仍然受到其他传统保藏方法的很大挑战和阻碍。

食品辐射保藏的各种问题还有待进一步解决。

四、食品辐射处理发展动向

食品辐射保藏的研究，国际上一直有两种发展方向：

高剂量辐射：

　用于牛肉、鸡肉的辐射灭菌，特别着重于卫生安全性方面

低剂量辐射：

　所用辐射剂量低，成本也较低，适于大量推广，用于杀虫、保鲜

第二节　辐射的基本原理

一、辐射与射线的概念

辐射：

也称电离辐射，是辐射源放出射线（电离辐射线），释放能量，能使受辐射物质的原子发生电离作用的一种物理过程。

电离辐射线有不同种类：

如高速带正电粒子流构成的α－射线，由带负电粒子流β－射线，在电磁波谱中的X和γ射线都可以引起物质发生电离作用。

辐射源辐射是一种能量转变的过程。

如放射性同位素在放出射线的同时，自身从非稳定态的放射性同位素变成了稳定的另一种元素，因此是一个原子能转变为辐射能的过程。

又如，电子束射线所得到的辐射能是通过加速器由电能转变而来的。

因此射线所具有的能量往往称为辐射能，其单位用eV（电子伏）来表示。

KeV（千电子伏）,MeV（兆电子伏）

射线都具有程度不同的穿透物质的能力，并具有使受到作用的物质产生各种基本的物理效应。

能使受辐射物质的原子发生电离作用的辐射称为电离辐射。

相应的射线称为电离辐射线，但一般称为射线。

射线物质和使物质发生电离的能力与射线的带电情况和能量有关，一般不同种类的射线有不同的带电情况和能量水平。

同一种类射线也有不同能量水平。

二、核反应

原子核因外来的因素而引起核结构的变化，此过程就称为原子核的反应。

现在已能实现的核反应有1000多种，反应产物有稳定的也有不稳定的，利用人工反应所得到的放射性核素称人工放射性核素。

可用如下几种方法制得。

反应堆中子照射：

慢中子反应

从核燃料废物中提取

加速器生产：

加速器将带电粒子加速――轰击靶核

三、核衰变

1、α－衰变

放射性原子核放出α－粒子变成另一种核的过程，即α－衰变

α－粒子：

2个单位正电荷，质量数4。

其电离能力强，射程短，穿透力弱。

2、β－衰变

2.1　β－－衰变

β－－粒子实际上即负电子，原子核内中子过多造成不平衡时，放出β－－粒子

β－－粒子具有连续能谱，穿透能力＞α－粒子

2.2　β＋－衰变

　　　β＋－离子即正电子，只有人工放射性核素才有β＋－衰变

　　　β＋－离子能谱也连续

3、电子俘获（k－电子俘获）

　　　原子核从一个轨道上俘获一个电子，使核内一个质子变成中子，并放出中微子。

　　　电子俘获过程伴随着X－射线，γ－射线的产生。

4、γ－辐射

　　处于激发态的原子核通过放出γ－光子回到基态，这个过程称为γ－辐射。

γ－射线穿透力很强。

四、放射性衰变规律

4.1衰变定律

放射性核素的原子核是不断自发地发生衰变的，它们衰变时遵循一定规律，各种放射性核素都有它自身的衰变规律。

单位时间内，衰变着的原子核的数目和其总数成正比。

　λ为衰变常数

又因为放射性强度　，而与N成正比，即

4.2　半衰期

放射性下降初始值一半所需的时间称为半衰期。

用t1/2表示，对于某一种放射性核素而言，半衰期和衰变常数（λ）一样，是常数。

它们有如下关系：

，即衰变常数与任意放射性核素的半衰期乘积为0.6913。

由此，可半衰期求λ（衰变常数），常用半衰期表示放射性核素的衰变特性。

4.3　放射性强度单位

　定义：

单位时间内核衰变的数目表示。

　居里（ci）贝克勒尔（Bq）

1ci=3.7×

1010次核衰变数/秒，　　　1Bq=1次衰变/秒

　　　　1mci=3.7×

107次核衰变数/秒　　　　1ci=3.7×

1010Bq

1μci=3.7×

104次核衰变数/秒

放射性比度/比放射性：

单位质量的物质内所含的放射性强度。

Bq/g

放射性浓度：

单位容积的溶液内所含的放射性强度。

Bq/ml

五、辐射源

照射食品的装置及设施要根据照射目的的临界剂量、食品种类、杀菌程度和防止照射后再污染的方法等因素来确定。

用于食品辐射处理的辐射源有以下三种：

5.1　放射性核燃料

在核反应堆中产生的天然放射性元素和人工感应放射性同位素，会在衰变过程中发射各种放射物和能量粒子。

有α－粒子，β－粒子，γ－粒子及中子。

食品进行辐射处理时希望1、辐射深入食品内部杀菌及钝化酶，

2、不使食品中原子结构破坏和使食品呈放射性。

食品辐射处理主要用γ－粒子，β－粒子

5.2　电子加速器　　产生β－粒子。

辐射剂量可通过调节电压实现

5.3　X－射线源

采用高能电子束轰击高质量金属靶，电子被吸收，能量一部分变为短波长射线，另一部分能量在靶内被消耗掉。

电子束能量越高，转换为X－射线的效率就越高。

X－射线波长由电压、电子束对靶的入射角度、靶的材料性质及窗孔的性质决定。

　波长较长　　软X－射线，　≤100kv电压产生，穿透能力较小

　波长较短　　硬X－射线，　＞100kv电压产生，穿透能力较大

人们普遍认为电子束（类似物：

阴极射线和β－粒子）和γ－射线（X－射线）最适用于食品辐射保藏，原因：

这些方法可以保证处理过的食品不产生放射性物质，具有一定穿透能力，产热少。

目前食品工业常用的辐射源有≤10MeV加速电子，X－射线源（束能≤5MeV）。

六、辐射能量及剂量单位

6.1　辐射能量是由

1、辐射源的原子结构发生破裂而发射的。

　　　　，　　

2、高速电子流产生

不同的放射源所发出的放射能有几种形式，它们属于辐射的电磁波谱，其波长频率穿透力和作用异。

目前在食品保藏中，有几种辐射能量已经得到了有限的应用。

例如紫外线（200-280nm），表面杀菌，而X－射线仅处于实验阶段。

食品辐射处理：

指用有限种类的辐射能进行加工，统称为电离辐射。

食品辐射保藏也称为冷食品保藏。

6.2　辐射的剂量单位

1、辐射量（辐照量）：

仅用于X－射线和γ－辐射光子

是X/γ射线在单位质量空气中打出的全部电子被空气阻止时，在空气中产生一种符号离子的总电荷量。

单位：

库仑/千克，以前曾用伦琴（R）表示。

1R＝2.58×

10-4C/kg。

2、吸收剂量

电离辐射授与单位质量任何物质的平均能量。

吸收剂量的法定单位J/kg,戈瑞（Gy）以前曾用拉德表示（rad）1rad=0.01Gy

吸收剂量不同于照射剂量，它适用于任何电离辐射及被辐射的物质。

3、吸收剂量率

单位质量的被照射物质在单位时间中所吸收的能量称为吸收剂量率。

单位Gy/s

吸收剂量率与照射距离和辐射源有关。

距离越近，受到的吸收剂量率越大，距离相同时，辐射源越大，受到的吸收剂量率也越大。

6.3剂量的分布及测定方法

1、辐射剂量的分布

辐射剂量根据达到加工目的最适宜的剂量范围以及食品所能耐受的最大剂量确定，在食品辐照中，包装内部和单位包装之间的剂量分布是不均匀的。

这就要求同一批食品的最高剂量和最低剂量都处在允许的剂量范围内。

这样才能榖辐照处理的目的。

目前要求，最高剂量和最低剂量的比值＜2，实际定为1.7。

这样的辐照加工才符合要求。

2、剂量的测定方法

　　绝对标准剂量计，最热计。

可以直接读出吸收剂量

常规检查中使用钴玻璃计量计，硫酸亚铁剂量计

食品辐照时，除了控制最大剂量，最小剂量还要注意辐照剂量率，如果辐照剂量率越高，则辐照时间越短，食品本身组织越不容易受至损伤。

第三节　辐射引发的食品化学和生物化学效应

物质受到放射线照射时所发生的反应大致有以下几种情况：

　　吸收辐射能

　　发生一系列辐射性化学变化

　　发生一系列生物化学性变化

　　细胞/个体死亡/出现遗传性变异等生物效应。

如果剂量小可以恢复。

决定食品发生变化的因素主要是射线种类。

如

电子束/β－射线：

使原子或分子变成阳离子，分子被激发。

γ－射线，X－射线：

可以发生光电效应，射线能量低

　　　　　　　　康普顿效应：

射线能量中等，产生康普顿电子（康普顿效应：

英文名称：

Comptoneffect其他名称：

康普顿散射（Comptonscattering）定义：

短波电磁辐射（如X射线，伽玛射线）射入物质而被散射后，除了出现与入射波同样波长的散射外，还出现波长向长波方向移动的散射现象）

　　　　　　　　　　电子对效应：

射线能量高，电子对

一、食品的辐射化学效应

辐射穿透食品物料的程度于食