High Power Laser and Particle Beams, Volume. 32, Issue 5, 059001(2020)
Comparison and analysis of the electromagnetic radiation, ionizing radiation and other physical technologies for disinfection and sterilization
Figures & Tables(5)
Fig. 1. Source of e-beam. Beams are extracted into a chamber for irradiation
Fig. 3. Schematic diagram of reversible and irreversible breakdown
Table 1. Performance comparison of various irradiation sterilization methods
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γ 射线X射线 高能电子束 重频低能电子束 微波 低温等离子体 紫外线 高压脉冲电场 产生方式 放射性核素60Co或137Cs源（以60Co源为主） X光机或在电子加速器上安装转换靶 高能电子加速器 高重频低能电子发生器（如SINUS-320） 微波电子管（常用磁控管和速调管） 介质阻挡放电或大气压下的等离子体射流 一般采用紫外线灯 高压脉冲电源（矩形波、指数衰减波、振荡波） 成本 建造和废料处理成本高 成本较高 成本较高 成本相对较低，可移动或集成到生 产线 较低 较低 低廉 操作维护成本低 穿透能力 强 强 较弱 较弱 较强，但可能存在冷热点 弱 弱 能穿透两电极之间区域 对人体危害及防护 连续产生 γ 射线，对人体有危害，防护要求高X射线的产生可控，设备在运行时防护要求高 可以通过开关控制电子束的产生，设备在运行时防护要求较高 对人体有一定危害，需要进行防护 需进行适当防护，切断电源后活性粒子很快消失 对皮肤有损害，空气消毒应在无人状态进行 对人体危害较小 其他 若废料处理不当容易造成泄漏；需要不断补充 新源 会对高分子材料造成损坏，对高分子材料消毒前需考察材料的抗辐照老化性能 热效应和非热效应共同作用 主要是紫外线和活性粒子的灭菌作用 处理时间很短；需控制工作场强，防止介质击穿
Table 2. Applications of various irradiation sterilization methods
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γ 射线、X射线电子束 微波 低温等离子体 紫外线 高压脉冲电场 食品消毒灭菌 √（用于大包装物品） √ √ √（食品表面、液体食品） √ 水净化处理 √ √ √（新兴） √（常用） √（新兴） 医疗器械消毒灭菌 √ √ 医疗垃圾处理 √ √ 药物消毒灭菌 √ √ 物品表面处理 √ √ 空气消毒 √（新兴） √（常用）
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Zeqi Lü, Yanzhao Xie, Hailiang Yang. Comparison and analysis of the electromagnetic radiation, ionizing radiation and other physical technologies for disinfection and sterilization[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32(5): 059001
Paper Information
Category: Advanced Interdisciplinary Science
Received: Mar. 15, 2020
Accepted: --
Published Online: Apr. 24, 2020
The Author Email: Xie Yanzhao (yzxie@xjtu.edu.cn)
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