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在辐照加工领域,按照射线能量强度的不同,电子加速器可分为高能(5Mev以上)、中能(0.8Mev-5Mev)、低能(0.1Mev-0.8Mev)三大系列,高能电子加速器技术最为复杂,射线穿透能力最强,在食品灭菌保质、药品和医疗器械灭菌等要求较高的领域,均需使用高能电子加速器。中、低能电子加速器适合应用于材料改性。
高能电子加速器及衍生技术涉及八门一级学科、十一门二级学科、二十六门三级学科,技术复杂、综合科技含量高。高能电子加速器由加速器主体、微波系统、自动控制、安全连锁、冷却与恒温、剂量检测、束下线和辅助装置等部分组成,能产生接近光速的高能电子射线,从而发挥多种作用。
电子加速器辐照加工技术(辐照加速器)有别于传统的机械加工和热加工技术,因而被誉为人类加工技术的第三次革命,其特点是加速器释放的电子束有很强的穿透能力,可深入到物质内部进行“加工”,其特点有:常温常压加工、对物质无损伤;功率大、效率高、适用范围广;使用能耗低、无残毒和废物、无环保问题;加工过程简便、易于控制;加工处理后的产品附加值增高;适合产业化、规模化生产。
辐照加速器的应用范围非常广阔,可广泛应用于工业生产中的材料改性、新材料制作、环境保护、加工生产、医疗卫生用品灭菌消毒和食品灭菌保鲜等。然而由于辐照加速器行业属于高科技行业,专业性非常强,绝大多数研究开发人员都具有硕士以上学位。目前国内辐照加速器的生产和技术研究仅局限在各大院校、研究所和几家技术实力雄厚的企业,使得辐照加速器并未得到大规模推广应用。
产业现状及市场规模:根据研究资料,中国电子加速器的研发工作源于上世纪60年代,在核科学基础研究和国防科研的推动下,有关科研院所和高校纷纷致力于加速器的设计与研制。80年代是我国加速器科学技术空前发展而富有成果的时期。北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器、合肥同步辐射光源、35MeV质子加速器、25MeV电子回旋加速器等的相继研制成功,标志着我国加速器技术跨上了一个新的高度。
随着我国经济建设的快速发展和在世界辐照加工行业技术进步的推动下,我国工业用电子辐照加速器也取得令人瞩目的成绩,电子辐照加速器的设计和制造技术水平不断提高。许多实用小型电子辐照加速器已具备向产品转化的基本条件,国产化配套能力日益增强。
目前,我国辐照加速器市场在我国尚处于发展初期,这主要是由于我国加速器工业和加速器商用技术研究相对落后,直到近几年,我国才逐步拥有适用于工业加工的加速器,这在技术上限制了电子加速器的应用发展。随着技术进步和市场应用的普及,辐照加速器市场将呈现增长态势。
2013-2018年中国辐照加速器市场规模分析
数据统计:中金企信国际咨询
行业产量分析:2010年以来在下游需求持续强劲的带动下,据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国辐照加速器行业市场调查及投资战略预测报告》统计数据显示:我国辐照加速器行业产量从2010年的40余台增长至2017年的78台左右,行业产量保持了平稳增长的态势。
2011-2017年中国辐照加速器行业总产量现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
随着我国电子加速器产量的不断增长,我国辐照加速器行业的产值规模也呈现出上升的态势,尤其是在加速器逐渐向高能方向发展,单个加速器的价格水平也在提高。从目前各大电子加速器厂家销售订单以及招投标信息中,不难发现加速器价格低则几百万、高达数千万。以1000千万的价格水平来看,我国2017年78台电子加速器的产值规模将在7.8亿元左右。
生产企业现状:目前,中国对外从事辐照加工的单位约有300家左右,钴源占比较高,约170家,加速器(中低能为主)略小,约110家,从事灭菌的高能加速器所占的比例更小,大约20家,而且区域非常集中,主要集中在长三角、珠三角、京津唐和山东半岛地区。
目前来看,我国辐照加速器行业上市公司较少,但行业内仅有的上市公司中广核技、蓝孚高能等的电子加速器业务具有很强的代表性,在业内属于领先水平。
辐照加速器行业属于高科技行业,不是大众性行业,专业性很强,进入壁垒也是比较高的。产品的生产也仅仅局限在各大院校、研究所和几家技术实力雄厚的企业。目前,国内拥有技术实力研制高能辐照加速器的单位只有十几家,生产企业也具有独立的研究中心,绝大多数研究开发人员都具有硕士以上学位。正是技术形成的护城河保障了行业内领先企业高水平的毛利率。
产品竞争分析:与钴-60 源相比,高能电子加速器具有功率大、射线利用率高、辐照加工时间短、吸收剂量均匀、安全防护要求简单、不需定期补充辐照源(钴-60 半衰期为 5.27 年)、能量可调节、适用范围广、投资少、运行成本低、无二次污染、无放射性源后续处理等显著优点。我国近两年来已经严格限制钴-60 源的新建和已建钴-60 源新源的补充,尤其是日本福岛核电站出现核泄漏事故后,限制与关闭钴-60 辐照装置已迫在眉睫。目前在运行的约 100 多台钴-60 辐照装置绝大多数源强度已低于初时强度的 1/2,加工能力急剧下降,可采用通用电子加速器替代。
总之,我国高能电子加速器应用尚处于起步期。随着国内对食品安全要求的提高,将有大量的食品采 用该项技术灭菌保质,取代化学添加剂和粮食熏蒸;医疗器械(大量一次性耗材)的环氧乙烷灭菌法将被强制退出,中药材的化学防腐法备受诟病,需要大量高能 电子加速器替代;绿色化工的辐射制备新材料行业将大规模扩张。辐照用高能电子加速器应用已经迎来快速发展的机遇。