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加速器辐照加工市场

电子加速器是核技术应用的“发动机”,辐照加工是“发动机”驱动的核心应用。浙商证券研究报告指出,电子加速器按能区分为低、中、高三类,分别应用于农产品灭菌、电线电缆改性、医疗用品消毒等场景。辐照加工产业规模已超2000亿元,其中辐照交联电线电缆产值突破100亿元。辐照灭菌相比传统化学灭菌速度快、无化学残留、穿透性强,医疗用品辐射灭菌应用潜力巨大。中广核技、中金辐照等公司深耕电子加速器制造与辐照加工服务,成长可期。

电子加速器——核技术应用的“发动机”

电子加速器是核技术应用的核心装置,通过将电子在真空中受磁场力控制、电场力加速而达到高能量,产生高能电子束或辐射线。加速器由电子枪、加速结构、导向聚焦系统、束流输运系统和高频功率源五部分组成。按能区分为三类:低能加速器(80keV-0.3MeV)代表机型为电子帘加速器,无加速管和扫描装置、体积小、具有自屏蔽功能,主要应用于农产品辐照灭菌、表面涂层固化等;中能加速器(0.3-5MeV)以高频高压加速器为主,体积较大适合大规模工业生产,主要用于电线电缆辐照交联、橡胶硫化等;高能加速器(5-10MeV)以电子直线加速器为主,用于医疗用品辐照消毒灭菌、食品辐照保鲜、进出口检验检疫等。中广核技是国内电子加速器制造龙头,年产90台/年电子加速器(产能利用率58.89%),深耕加速器及其辐照应用业务,背靠中广核集团成长可期。不同类型的加速器各有技术特点,中广核技覆盖了从低能到高能的完整产品线,为各辐照应用场景提供设备支撑。

辐照加工——三大辐射源各有千秋,产业规模超2000亿

辐照加工是利用电离辐射与物质相互作用的物理学、化学和生物学效应进行加工处理的核技术,具有穿透性强、常温加工、节能、无残毒、无废物、易于控制等特点。三种辐射源各有优劣:高能电子束(电子加速器产生)优点在于机器关停辐射停止、环境保护好,缺点在于穿透能力较弱(水2-10cm);γ射线(Co-60产生)优点在于穿透力强(水30cm)、辐射源无需修理,缺点在于辐射源强度随时下降需定期补充;高能X射线(电子加速器+转换靶产生)优点在于机器关停辐射停止、穿透力大(水40cm),缺点在于X转换效率低。我国辐照加工产业从2010年350亿元增长至2018年超千亿,按年均15%增速估算,2023年底产业规模预计超2000亿元。辐照加工应用主要集中在辐照灭菌、检验检疫以及物质改性三大方向,全球范围内三者占比超70%。中金辐照作为中国黄金集团七大业务板块之一,提供医疗保健产品、食品、药品、包装材料辐照灭菌以及高分子材料辐照改性服务,设有消毒供应中心为医疗机构提供诊疗器械、器具及护理包消毒灭菌服务,辐照灭菌是公司最主要收入和利润来源。

材料改性——辐照交联电线电缆产值突破100亿

辐照材料改性是中国产业化程度最高的辐射技术应用领域,高分子材料的四大辐射效应均已实现产业化,辐射交联高分子材料产业占比约85%。辐照交联电线电缆是其中最典型的应用。随着微电子、家电、汽车、航空、通讯、电力等领域对电线电缆性能要求提高,通过对绝缘层进行交联改性可大幅提升工作温度、耐溶剂、耐恶劣环境、耐老化等性能。辐照交联尤其适用于耐温阻燃等高性能材料。三种交联方式对比:化学交联优势在大长度、超高或高压电力电缆(10-110kV);辐照交联优势在中低压电缆、特殊装备用线、阻燃线缆、交联PVC、PP、含氟聚合物等;硅烷交联优势在中低压电缆、建筑用线等。辐照交联电线电缆产值快速增长,预计2023年底已突破100亿元。核级线缆是辐照交联的高端应用。核级电缆需具有低烟、无卤、阻燃等特性,并要具有特定的耐环境性(耐辐射性、耐LOCA性),技术门槛更高。鑫宏业(301310.SZ)持有核安全局颁发的1E级电缆、电气贯穿件《民用核安全设备设计许可证》和《制造许可证》,是核线缆、核贯穿件国内唯一持有两个核电系列产品设计和制造资质的厂家。随着核电核准稳步推进,核级线缆需求空间可期。

辐射灭菌——医疗用品灭菌市场应用潜力巨大

医疗用品灭菌主要包括化学灭菌(环氧乙烷熏蒸法)和辐射灭菌。辐射灭菌具有节约能源、消毒效果更好、可在常温下灭菌、速度快、穿透性强、无化学残留和污染等优势。对比来看,电子束辐射加工时间小于1分钟、无需后处理;γ辐射加工需几小时;高压蒸汽需分批次、化学方法需10小时以上且需废气处理。辐射灭菌适用于多种医疗用品:一次性医疗器械(注射器、针、刀具、乳胶手套等)、卫生材料(胶布、绷带、药棉、罩衣等)、药品包装材料(聚乙烯、聚苯乙烯等耐辐照材料)、生物组织和生物制剂(心脏瓣膜、血管、角膜、骨骼、皮肤等)、中西药与化妆品等。中金辐照的辐照技术服务覆盖医疗器械及用品、药品、食品、化妆品、玩具包装材料、化工材料、宝石珍珠等多个品类。随着医疗用品质量要求的提升和环保法规趋严,辐射灭菌市场有望持续增长,预计辐照加工产业将保持15%以上年均增速。
点击阅读报告原文: 核技术应用行业深度报告:顶层设计时代“核”心-241204(57页)
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