在2020年初席捲中國大地的新冠疫情中，中國展現出了強大的組織動員能力，社會各界積極響應，各展所長，為抗擊疫情做出了自己的貢獻。比如說原來做石油化工的國企，開始轉產口罩專用材料聚丙烯噴融布，原來做汽車自動化產線的企業開始轉產自動化口罩機，做殲20的企業開始做起了口罩。正是他們的努力，使得現在市面的口罩緊缺狀態逐步緩解，普通市民的需求基本可以得到滿足。
但是，醫用口罩比普通的一次性口罩有更高的要求，它們需要更嚴格的殺菌消毒處理才能使用。這時，中核集團和中國廣核集團站了出來，帶領核工程師們利用自己的核技術專長，為此次抗疫戰爭做出了獨特貢獻。
中廣核技輻照中心正開足馬力「技術抗疫」
我所說的是一種可能並不為廣大群眾所熟知的輻照滅菌技術。這是一種利用放射源或者射線裝置產生的高能電離輻射殺滅細菌、病毒、微生物的先進滅絕技術。常用的射線源有兩種，一種是鈷60、銫137這類放射性同位素放射源；另一種是利用加速器加速電子撞擊金屬靶產生X射線的射線裝置。
以鈷60為例，它是在反應堆裡通過核反應製造的鈷的同位素。鈷60不穩定，它通過β衰變，放出一個電子的形式衰變生成鎳60，同時放出兩個能量為1.17和1.33兆電子伏特的γ光子。電子束射線裝置通過高能電子束轟擊金屬靶可以產生1～5兆電子伏特的X射線。
這個能量有多高呢？需要做一下對比，大氣中分子運動能量一般為0.03電子伏特，一般構成碳基生物的基礎化學鍵鍵能只有幾個電子伏特，核爆炸中帶電粒子的能量為零點幾到3兆電子伏特。這樣的高能射線可以在微生物內部產生一系列物理或化學反應，可以打斷化學鍵，破壞蛋白質結構，也可以產生高活性自由基殺死細菌或病毒，從而達到抑制或殺死微生物的目的。
這種技術誕生於上世紀五十年代，幾乎緊跟著核武器和核電的發展同步發展起來了。美國強生公司首先將其應用於醫療器械的消毒滅菌。隨後，輻照滅菌還廣泛應用於食品工業。目前粗略估計，在發達國家，輻照滅菌技術佔食品、醫療衛生用品滅菌市場的80%以上，這是因為它具有傳統滅菌技術難以比擬的優勢。
中廣核技的員工
最早的滅菌方式是高溫滅菌，以前的罐頭都是這麼幹的，高溫加熱後密封，然後就可以保存很長時間了。後來微生物學的奠基人，法國人巴斯德發明了巴氏滅菌法，滅菌溫度略有降低，可以最大限度的保存食物的原始風味，現在的牛奶一般是這麼幹的。這種方式基本上需要把要滅菌的東西挨個煮一遍，顯然非常麻煩。
對於醫療衛生用品，一般使用環氧乙烷滅菌法。環氧乙烷是一種有毒、易爆的有機物，但是它有廣譜滅菌效果。需要滅菌的口罩、手術器械等拆開包裝，在環氧乙烷氣體中燻蒸一定時間即可達到良好的滅菌效果。環氧乙烷遇水會生成乙二醇，有一定毒性，因而不能用於食品滅菌。這種方法看起來也不錯，但是生產周期有點長，因為經環氧乙烷燻蒸後的口罩需要靜置7-14天，讓殘留的環氧乙烷揮發乾淨才能使用。疫情不等人，如果都用環氧乙烷滅菌，武漢的醫院裡恐怕很快就沒有口罩和防護服用了。
環氧乙烷滅菌過程動畫演示圖。圖中黃色是為了高亮，實際上是無色。將醫用口罩放置在環氧乙烷消毒室內消毒滅菌後，需要靜置解析7-14天
這時候，輻照滅菌就顯示出它的優勢了。輻照滅菌速度極快，依據輻照源強度的不同，滅菌時間一般也就幾十分鐘到數小時不等。更重要的是，需要滅菌的產品都不用拆包裝。
γ射線和X射線的能量如此之高，包裝上的塑料和紙對它們而言幾乎是透明的。射線可以輕鬆穿透包裝直達細菌等微生物，殺死它們後揚長而去，繼續摧毀路徑上其他微生物，頗有一種十步殺一人，千裡不留行的感覺。
不需要拆包裝也就不需要重新包裝，這避免了滅菌後的產品的二次汙染風險。
現在的輻照滅菌裝置是全自動化的，以醫用防護服為例。工廠生產的防護服包裝成箱，送到輻照滅菌廠。在這裡，每個箱子上掛一個劑量計，用於核對本箱產品所受的輻照劑量。然後，類似機場行李輸送帶一樣的自動輸送裝置會把他們挨個送進輻照室，接受γ射線或X射線的輻照。產品在輻照室內所走的路徑、放置的位置以及停留的時間都經過計算，保證它們收到的輻照劑量符合滅菌技術要求。隨後自動出來，直接裝車運往醫院等使用現場即可。效率之高完全秒殺所有其他滅菌方式。（註：2月12日，上萬件一次性醫用防護服從運抵北京金輝公司到完成滅菌等待運走，僅用了6小時。這是其他方法做不到的）
電子束輻照滅菌過程動畫演示圖
無論是鈷60射線源還是高能電子束射線裝置都是核裝置，需要符合核安全管理要求，這種限制使得輻照滅菌不像口罩那樣人人都能摻乎一下。只有包括中核集團、中國廣核集團下屬在內的核技術公司等因為早有技術積累，危急時刻才能夠承擔這樣的歷史使命。
1月底，中核集團中國同輻旗下所有輻照滅菌企業開始免費為運往武漢地區的醫療防護用品提供滅菌服務。位於蘇州的華輻公司每天可以完成10萬套防護服的輻照滅菌，張家港可以日完成1.5萬套。
中金輻照旗下深圳、上海、天津、青島、武漢、成都、重慶等輻照網點為疫情防控免費提供全天候不間斷滅菌服務。
藍孚股份旗下濟南、天津、青島、煙臺、開封、通化、成都的高能電子加速器輻照中心為供應武漢的疫情防控物資提供優先免費輻照滅菌服務。
河南科學院同位素研究所為武漢和河南的防疫物資提供免費輻照滅菌服務。
黑龍江科學院鈷源輻照中心和加速器應用中心無償對供應全國的醫療物資提供輻照滅菌服務。
位於成都的原子能研究院為服務疫情防控的醫療物資提供民法輻照滅菌服務。
中廣核核技術發展股份有限公司旗下各輻照滅菌站開闢了針對醫用防護服等抗疫物資等綠色通道，優先安排電子束消毒滅菌服務。二月份，他們已經為1700萬件醫療物資免費提供了電子束輻照滅菌服務。
中廣核技的輻照滅菌生產線開足馬力
此外上海束能輻照技術有限公司、廣西南翔環保南寧輻照中心、陝西方圓高科、唐山合力輻照、上海高鷹科技、湖南農科院輻照平臺、北京鴻儀四方等具有輻照滅菌技術能力等科研院所和企業均為疫情防控物資提供免費輻照滅菌服務。
有人說，疫情之下，口罩機相當於印鈔機。可是口罩機沒什麼技術壁壘，一群人蜂擁而上，反倒亂象頻出。我倒是覺得輻照滅菌這樣的裝置才是實打實的印鈔機啊。這些企業的獨特貢獻也是此次防疫戰爭不可或缺的一部分，它們本可以大發一筆橫財，但是卻不約而同地實行免費服務，令人傾佩。
這樣的好事，中核和中廣核自然願意多宣傳宣傳，少掙點錢無所謂，能落個好名聲也是可以的。可惜，公眾對核技術心有疑慮，談核色變。在它們的微博以及公眾號裡雖然已經盡力做了很多圖文並茂、生動有趣的科普，但讀者寥寥，評論區裡有些人非但不加讚賞，反而質疑輻照滅菌技術會不會有核輻射，影響使用者的身體健康，差點翻車。
作為一個從大學開始接觸鈷源以及各种放射性裝置的前核工程師（是的，我已經離開這個行業了），我在這裡實事求是回答一下幾個讀者關心的問題。
輻照滅菌後的產品會有放射性嗎？
這個真沒有！
輻照源鈷60和銫137本身有放射性，高能電子束射線裝置在工作的時候也有放射性，可是經它們輻照之後的產品是不帶放射性的。
目前使用的輻照滅菌的電子束能量低於5兆電子伏特，鈷60γ射線的能量是1.33兆電子伏特，它們能夠破壞微生物結構從而殺死它們，但還不足以誘發核反應導致感生放射性。核物理中，導致穩定原子核活化、產生感生放射性的能量閾值是10兆電子伏特，高於此能量的射線會導致空氣或者受輻照物質中的原子發生核反應，產生殘留放射性。如果能量低於10兆電子伏特，無論輻照多大劑量都不會產生放射性的。這個結論是物理學計算的結果，也得到了自1950年起無數輻照科學研究和工業實踐結果的證實，是值得信賴的。
除了醫療用品，輻射滅菌還用在哪些領域？
還有食品、藥品、化妝品、玩具等，凡是與人接觸需要滅菌的，都可以採用輻照滅菌。輻照滅菌廣泛應用於各種農副產品、調味品、海鮮、水果的保鮮處理。1999年12月，美國出現了3000多起沙門氏菌感染，造成了一起嚴重的公共衛生事件，其原因就是進口芒果中含有沙門氏菌。而輻照滅菌可以有效殺滅沙門氏菌等常見的致病菌，即使它深藏於冷凍食品的內部。各種禽類、肉類、蔬菜、蘑菇、穀物都可以使用輻照滅菌。不用解凍、不用開封，照完就走，效率極高。經輻照滅菌的密封肉製品在室溫下儲存兩年仍可保持品質，效果顯著。
輻照滅菌既然能殺死微生物，那會不會導致食品或藥品發生變化，產生對人體健康有不利影響的物質？
WHO世界衛生組織專家委員會根據幾十年的科研成果和生產實踐得出結論，輻照總劑量低於10kGy的食品不具有毒理學上的危害性。因此輻照滅菌劑量一般以10kGy為限，這時候微生物可以被消滅乾淨，而食品風味得以保留，是安全的，可以放心食用的。
早年間，美國FDA將藥品的輻照滅菌作為一個單獨的環節需要專門論證。2019年，FDA修訂了相關標準，認為現在已經可以很好的理解用於藥物的輻照滅菌技術，製藥商根據當前良好的生產規範生產藥品可以保證藥品無菌且其特性、強度、質量、純度或穩定性不會產生不利影響。
輻照滅菌技術的國產化程度如何？
輻照滅菌所使用的鈷60源，早期的確依賴進口。這個東西適合在重水堆中生產，因而讓擁有重水堆的國家如加拿大大發其財。後來，中核集團秦山三期核電站是重水堆，據說在建設之初，該堆的其中一個重要任務就是要生產鈷60。中國隨即打破國際壟斷，實現了鈷源國產化和工業化，2018年，該項目獲得了中國工業大獎。鈷源不但可以用於輻照滅菌，還能用於輻射探傷、輻射加工和科學研究，市場很大。
電子加速器也是，原子能院2007年就研製成功了高能大功率電子輻照加速器，後來中廣核也能做。這個能量範圍內的加速器多如牛毛，中廣核自己就有350多臺。電子加速器的射線想開就開，沒有活可以關掉，不像鈷源一生產出來就開始放出射線，沒法關停，五年多強度降低一半，不幹活就是浪費。所以電子加速器應用更加靈活。除了輻照滅菌，它在輻照加工領域應用更廣，在高分子材料改性，熱縮管制造等領域有近千億的市場。
以上說了很多，主要強調了輻照滅菌是一種安全、環保、高效的工藝，有很好的市場前景。但放射源本身是一個危險的東西，如果管理失控，確實會對人和環境造成不可挽回的傷害。因此對放射源和射線裝置的核安全管理必須嚴格規範。
以鈷源輻照裝置為例，儲存鈷源的房間四壁都是厚度一兩米的水泥牆，必要時還加上鉛磚，包裝高能γ射線穿出來的劑量降低到環境可接受的範圍內。出於同樣的目的，進出輻照室的門用厚重的鋼鐵和鉛材料製成，通往輻照室的路徑設計成迷宮一樣彎彎曲曲的。鈷源不用的時候放在鉛罐裡或者沉入幾米深的水中，這時候，人可以進入輻照室進行一些必要的操作。當鈷源升起來進行輻照的時候，需要用一系列措施保證輻照室沒有人，且屏蔽措施完全到位。雖然輻照裝置附近幾米以內的放射性會略高於周邊環境，但也在可接受的範圍內，在規範操作的情況下，周邊公眾無須為其擔心。而放射性裝置的操作者應該都應該接受了嚴格的培訓，而且也拿了放射性作業的保健補貼。
不怕一萬，就怕萬一。哪怕再小心謹慎，也難保沒有意外情況。我印象最深的一次輻照滅菌裝置的意外事件發生在2009年河南杞縣，這個地方就是杞人憂天的故事發生的地方。
這個輻照滅菌裝置屬於利民輻照廠，建於1997年，用於副食品、調味品等產品的輻照滅菌。因為這個鈷源建得早，有些安全設計做得不充分。比如現在的輻照室規範要求在外部斷電情況下，放射源必須具備自動降入水池的能力，杞縣這個裝置就沒有這個功能，它也沒有自動化進出料的裝置，需要輻照的東西得人搬運進去堆垛碼放，輻照完成之後，人工運出來。
2009年6月7日，這個鈷源在對幾十箱辣椒麵進行輻照滅菌的時候，有幾箱辣椒麵意外翻倒，剛好擋住了鈷源沉入水池的路線。當工作人員發現異常，需要把鈷源降入水中時，鈷源卡在紙箱上，下不去了。
這下可麻煩了，鈷源無時無刻不在放射出強大的射線，在它裸露在外面的時候，人進去就是個死。這個裝置也沒有設計什麼應急裝置，操作者幾乎拿它毫無辦法。好在輻照室的屏蔽設計還算不錯，放射性封閉在輻照室裡。按照核安全管理規定，利民輻照廠向環保部門匯報了情況，河南省環保廳組織專家當天就到現場勘查，認為放射源時安全的，沒有對環境造成汙染。
可過了幾天，到14號到時候，早已經超過輻照時間的辣椒麵撐不住了。它們在吸收過多輻照能量的情況下，溫度升高，開始自燃了。按理說這煙塵沒有放射性，但辣椒麵冒的煙人也受不了啊。外面的人趕緊向輻照室內部注水，撲滅了火，同時對流出到水進行分析，沒有發現放射性超標的情況。可是，流言不脛而走：利民輻照廠的鈷源著火了！
這時候，河南省環保部門和廠方的判斷問題，只要保持注水保證辣椒麵不起火，情況應該可以控制。只要找個機器人進去，把翻倒的紙箱扶正，讓放射源降入水中，這事就算解決了。於是，國內做機器人最牛逼的幾個團隊帶著他們的得意之作匯聚河南杞縣商討方案。
到了7月5日，網上爆出一個消息，聲稱杞縣出現核洩漏，情況非常危險。再加上各路專家領導在利民輻照廠來來往往，迅速引起當地人的關注，人心開始不穩。
7月16日，第一臺機器人進入輻照室，隨即失聯，第二天，第二臺機器人也壞在裡面了。具體原因眾說紛紜，但可以想見，裡面是一個強輻射源，1.33兆電子伏特的γ射線足以讓攝像頭內的CCD以及晶片等精密電子器件失效。
連續兩臺機器人的折戟沉沙讓圍觀群眾產生了極大的誤解，他們認為輻射如此厲害，機器人一進去就熔化了。謠言迅速升級為放射源即將爆炸，更有消息通過簡訊廣泛流傳，聲稱下午5點鐘就要爆炸，爆炸範圍50公裡，只有跑到開封才是安全的。
杞縣人民開始全城撤離，湧向開封，向東的公路被堵得水洩不通。
當地政府也沒想到，一切盡在掌握中的意外事件居然能造成這樣的後果，他們迅速安排專家接受採訪，公開信息，進行闢謠。杞縣縣長站在輻照室門口的採訪鏡頭在電視上滾動播放，他一遍又一遍地說：大家看，我就在輻照室門口，這裡非常安全，不會爆炸。
下午5點，放射源並沒有如期爆炸，人們意識到這也許是個謠言。到了晚上，政府和專家的闢謠動作終於有了效果，杞縣人民開始回城，網絡上洶湧的輿情也開始漸漸平息。
民眾恐慌解決以後，放射源的意外其實根本不是多大事，很快也被解決了。一臺來自西南科技大學團隊的機器人進入輻照室，掃清放射源周邊環境，然後把它降回水池中，然後順手把壞在裡面的兩臺機器人拖了出來。
在此過程中，沒有人受到放射性傷害，也沒有核洩漏，Mission completed。
西南科技大學地處四川綿陽，與研製核武器的中國工程物理研究院交流密切，他們的機器人在抗輻射加固方面有獨到之處。
事後，有人嘲笑此次事件為現代版杞人憂天，可是我覺得這個事真怪不到當地民眾頭上。如果信息不能公開透明，謠言就會佔據上風，人類社會面對未知時的恐懼足以摧毀自身。核安全事件是如此，新冠肺炎這樣的公共衛生事件也是如此。
核能與核技術應用的公眾溝通一直是一個重要的課題，而此次新冠肺炎後期的很多舉措對於安撫民心，團結群眾效果顯著，倒是值得核工業從業者借鑑一二。
本來只是想給大家簡單介紹一下輻照滅菌，沒想到一展開亂七八糟寫了這麼多。主要是這段時間聽到的、看到的太多，自己想的事情也很多，每天都在感慨萬千。
但就輻照滅菌這麼一個小小的領域來說，十幾年前我剛開始學習輻射化學的時候，國內還在講國外的核技術應用產業多麼發達，我們才剛剛起步。沒想到今天，我們國家居然能調動如此規模的輻照滅菌技術力量，大家能夠步調一致，為抗擊疫情提供免費服務，是中國強大工業技術能力和組織動員能力的生動寫照。
國內的疫情即將結束，春天終會到來。在此向奮戰在抗疫一線、保衛人民生命安全的醫務工作者致敬；向為抗疫一線提供技術和資源的科技工作者和勞動者致敬；向響應號召、服從大局躺在家裡長膘的隔離群眾致敬。
基辛格曾說：中國人民總是被他們之中那些最勇敢的人保護得很好。
今天奮鬥在一線抗疫的各位，你們是那些最勇敢的人，如果有一天需要我，我也會勇敢地站出來保護你們。