1895-1901年是物理学史上的高光时刻，短短几年间就诞生出很多改变历史的研究发现，其中之一就是英国科学家汤姆逊于1897年发现电子，作为人类认识的第一种组成原子的微观粒子，电子非常小，有多微小呢？5万亿个电子排成一排的长度也只有1厘米左右。电子虽小，用途却大，电子加速器就是其中一种。电子加速器是利用电场来推动电子使之获得高能量的装置。汤姆逊发现电子时所使用的阴极射线管其实就是一种原始简单的电子加速器，原理是利用两个电极之间的电压差实现电子加速。电子束辐照装置(电子加速器)是一种新型的食品辐照加工装备。电子束辐照装置利用电子束(β射线)辐照食品，钴源辐照装置利用γ射线辐照食品，二者都是利用高能量射线对食品进行辐照加工的装置。
辐照电子加速器按照其产生电子束能量，可分为低能、中能、高能三档。低能电子加速器能量为100KeV～300 KeV,束流功率几Kw～250Kw，特点是没有加速管和扫描装置，自屏蔽，机型为电子帘加速器，主要用于表面灭菌消毒、涂层固化、薄膜和片材的辐射加工、烟气净化等。![]()
中能电子加速器能量为0.3MeV～5 MeV，束流功率几Kw～500Kw，特点是主机为圆柱形扫描加速器。主要机型有地纳米（高频高压）型、绝缘芯变压器型、高气压高压变压器型、谐振变压器型、高频单腔脉冲型等加速器，主要用于灭菌消毒、材料改性等的辐射加工。![]()
高能电子加速器能量为5MeV～10MeV，束流功率几Kw～≥300Kw，特点是扫描型加速器，电子束流可以转换为x-射线。主要机型有辐照用电子直线加速器、梅花瓣（Rhodotron）型电子加速器及5MeV以上地纳米加速器。主要用于消毒、食品保鲜、原材杀虫、航空航天用复合材料辐射固化、电子元器件改性、材料改性等。
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辐照食品的卫生安全性，是人们最为关心的问题，事实上我们时刻都生活在由各种元素组成的环境中，其中就有释放射线的放射性元素，因此，我们生活的环境本身就存在放射性，也称为本底辐射环境，只是这个环境的放射性水平很低，人类和大多数动植物中已经适应了这种低水平放射性的环境。现有允许食品辐照的射线和电子束辐照不会让食品产生感生放射性，也就是说辐照后食品中的元素不会因为辐照导致稳定元素变成放射性的同位素。1980年，联合国粮农组织、世界卫生组织和国际原子能机构等国际组织宣布，经10kGy以下剂量的辐照处理，任何食品在安全性上都不存在问题，1998年，世界卫生组织(WHO)对高剂量辐照的食品进行研究，结果证明，即使用超过10kGy剂量照射的食品也是安全的，不存在毒理学、营养学和微生物学问题。![]()
1983年FAO/WHO 的食品法典委员会(CAC)正式颁发了《辐照食品通用法规》，从法律上消除了辐照食品国际贸易上的障碍，此外2003年修订的《食品辐照加工工艺国际推荐准则》，要求是辐照食品的最大吸收剂量不应超过10kGy，确有必要除外。我国于1984年起共批准了18种辐照食品，1996年又正式颁布了“辐照食品卫生管理办法”，1997年公布了“辐照食品类别卫生标准”，进一步鼓励对进口食物、食品原料以及国内的六大类食品进行辐照处理，国家标准GB18524-2016《食品安全国家标准 食品辐照加工卫生规范》也进行修订，进一步规范食品辐照加工及要求。
应用于食品辐照保鲜大型电子束设备基本为直线型高能电子加速器（电子束能10 Mev，功率10kw以上），装置结构流程及核心部件如下：
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直线型高能电子加速器基本结构图
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电子枪
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加速管
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扫描盒
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调速管
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大型电子直线加速器（电子束能10 Mev，功率10kw以上）是一种集成了大量高新技术的新型重大装备，因其具有10 Mev电子束能和10 kw以上的功率，能确保电子束深入农产品物质内部杀死病原微生物（灭菌、针对性杀菌、选择性杀菌）、害虫和寄生虫或抑制某些酶活，从而起到农产品杀菌、消毒、保鲜、抑制发芽、延缓成熟、改善食品卫生质量以及延长贮藏期等功效。与高温灭菌和低温冷藏等常规农产品加工方法相比，采用电子加速器辐照能够保持农产品原有的品质、质构、风味、色泽、新鲜度等特征，其突出优势是辐照用时短，不需要拆包装，加工过程中食品温度几乎没有变化，在生鲜食品的安全控制方面优势巨大。越来越多的研究和市场应用表明，电子加速器辐照在切割果蔬、预制菜肴、冷鲜肉制品等生鲜食品上有着良好的应用效果，电子束辐照具有低碳节能、经济高效、安全卫生的优势，符合我国发展资源节约型、环境友好型社会及低碳经济的国家战略需求。![]()
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热带水果检疫与保鲜
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果泥辐照杀菌
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大型高能电子加速器辐照在食品保鲜加工研究与应用历时较短，上海市农业科学院于2005年率先引进国内农口系统第一台大型电子加速器，开创国内大型高能电子束辐照在食品及农产品加工领域中产业化研究、应用与推广。展望电子加速器辐照在食品保鲜加工未来，需要持续研究：1）大型高能电子束辐照在食品保鲜加工中共性关键技术的研究，如电子束辐照剂量精准控制、吸收剂量分布均匀性、电子束穿透性及穿透能力的提高、以及高油脂产品辐照风味变化等需要持续研究与实践；2）形成大型电子加速器在食品及农产品杀菌、保鲜和检疫处理中技术集成，不断完善电子束辐照加工标准体系；3）持续提高大型高能电子加速器设备运行稳定性，设备运行能量利用率等，同时对影响装置加工效果的关键技术参数如能量、吸收剂量等实现快速检测或在线检测。颜伟强博士于2006年-2011年在江南大学食品学院张慜教授团队攻读博士学位，毕业后就职于上海市农业科学院，现任中国原子能农学会常务理事，上海市农业科学院辐照保鲜加工研究团队负责人，兼上海束能辐照技术有限公司主持工作，主要从事食品与农产品辐照研究与管理工作。![]()
上海市农业科学院 颜伟强 博士 近照
撰稿 | 上海市农业科学院 颜伟强 博士
审核 | 张慜 教授
排版 | 博士生 郭庆
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