在一些實施方案中，施加相對低的劑量的輻射，例如小于60Mrad。
[0070] 可以將輻射施加到干燥或濕潤或甚至分散在液體(如水）中的任何樣品上。例如， 可以在纖維素和/或木質纖維材料上進行照射，其中小于約25重量％的所述纖維素和/或木 質纖維材料表面用液體如水潤濕。在一些實施方案中，在纖維素和/或木質纖維材料上進行 照射，其中大體上沒有纖維素和/或木質纖維材料用液體如水潤濕。
[0071] 在一些實施方案中，本文中描述的任何方法在纖維素和/或木質纖維材料獲得時 就保持干燥或已經例如使用加熱和/或減壓干燥之后發生。例如，在一些實施方案中，在25 °C和50%相對濕度下測量，纖維素和/或木質纖維材料具有小于約5重量％的吸著水。
[0072] 輻射可以在纖維素和/或木質纖維材料暴露于空氣、富氧空氣或甚至氧氣本身時 施加，或被惰性氣體如氮氣、氬氣或氦氣覆蓋時施加。當希望最大化氧化時，使用氧化環境， 如空氣或氧氣，并且優化與放射源的距離以使反應性氣體形成(例如臭氧和/或氮氧化物） 最大化。
[0073] 福射可以在大于約2.5大氣壓的壓力下施加，如大于5、10、15、20或甚至大于約50 個大氣壓。
[0074] 照射可以使用電離輻射進行，如γ射線、X-射線、高能紫外輻射，如具有約100nm至 約280nm的紫外C輻射，粒子束，如電子束、慢中子束或α-粒子束。在一些實施方案中，照射包 括兩種或兩種以上放射源，如γ射線和電子束，它們可以順序或同時施加。
[0075] 在一些實施方案中，使用在從其原子軌道釋放電子的材料中儲存的能量照射材 料。所述輻射可以由以下提供:1)重帶電粒子，如α_粒子或質子，2)例如在β衰變或電子束加 速器中產生的電子，或3)電磁輻射，例如γ射線、X射線或紫外線。在一種方法中，可以使用 由放射性物質產生的輻射來照射原料。在一些實施方案中，可以使用（1)至(3)的任何順序 或同時的任何組合。
[0076] 在一些情況下，當希望斷鏈和/或希望聚合物鏈官能團化時，可以使用比電子重的 粒子，如質子、氦核、氬離子、硅離子、氖離子、碳離子、磷離子、氧離子或氮離子。當希望開環 斷鏈時，可以使用帶正電粒子的路易斯酸(Lewis acid)性質以增強開環斷鏈。
[0077]在一些實施方案中，照射的生物質的數均分子量(MN2)比照射之前的生物質的數均 分子量(TMN1)低大于約10%，例如15%、20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%或甚至大于 約 75 %。
[0078] 在一些實施方案中，起始數均分子量（照射之前）是約200，000至約3，200，000，例 如約250，000至約1，000，000或約250，000至約700，000，照射之后的數均分子量是約50，000 至約200，000，例如約60，000至約150，000或約70，000至約125，000。然而，在一些實施方案 中，例如大量的照射之后，數均分子量可能小于約1〇,〇〇〇或甚至小于約5,000。
[0079] 在一些情況下，照射的生物質的纖維素的結晶度(TC2)比照射之前的生物質的纖維 素的結晶度( TCi)低。例如，（TC2)可以比（?)低大于約10%，例如15%、20%、25%、30%、 35%、40%或甚至大于約50%。
[0080] 在一些實施方案中，起始結晶度指數（照射之前）是約40 %至約87.5 %，例如約 50 %至約75 %或約60 %至約70 %，照射之后的結晶度指數是約10 %至約50 %，例如約15 % 至約45 %或約20%至約40%。然而，在一些實施方案中，例如大量的照射之后，結晶度指數 可能低于5%。在一些實施方案中，照射之后的材料大體上是非晶形的。
[0081 ]在一些實施方案中，照射的生物質的氧化水平(τ〇2)比照射之前的生物質的氧化水 平(TCh)高。較高氧化水平的材料可以促進其分散性、膨脹性和/或溶解度，進一步增強材料 對化學、酶或生物侵蝕的敏感度。照射的生物質材料還可以具有更多的羥基、醛基、酮基、酯 基或羧酸基，這些可以增加其親水性。
[0082] 電離輻射
[0083] 通過輻射能量的測定，各種形式的輻射通過特定的相互作用使生物質電離。重帶 電粒子主要通過庫侖散射使物質電離;此外，這些相互作用產生可以進一步使物質電離的 高能電子。粒子與氦原子核相同，它是由各種放射性核的α衰變所產生的，如鉍、針、砹、 氡、鈁、鐳的同位素，一些錒系元素，如錒、釷、鈾、镎、鋦、锎、镅和钚。
[0084] 當使用粒子時，它們可以是中性(不帶電）、帶正電或帶負電的。當帶電時，所述帶 電粒子可以帶有單個正電荷或負電荷，或多個電荷，例如一個、兩個、三個或甚至四個或更 多電荷。在希望斷鏈的情況下，可能希望是帶正電的粒子，部分是由于其酸性性質。當使用 粒子時，所述粒子可以具有靜止電子的質量，或更大，例如靜止電子質量的500、1000、1500 或2000或更多，例如10，000或甚至100，000倍。例如，所述粒子可以具有約1原子單位至約 150原子單位的質量，例如約1原子單位至約50原子單位，或約1至約25,例如1、2、3、4、5、10、 12或15amu。用于加速粒子的加速器可以是靜電DC、電動DC、RF線性、磁感應線性或連續波。 例如，回旋型加速器可從IBA，Belgium購得，如Rhodotrcm?系統，而DC型加速器可從RDI (現在是IBA Industrial)購得，如Dyftamitron?。示例性離子和離子加速器在以下文獻中 論述introductory Nuclear Physics,Kenneth S.Krane, John ffiley&Sons, Inc. (1988), Krsto Prelec,FIZIKA B 6(1997)4,177-206,Chu,William T.,Overview of Light-Ion Beam Therapy"，Columbus-〇hio，ICRU_IAEA Meeting，18-20March 2006，Iwata，Y.等， "Alternating-Phase-Focused IH-DTL for Heavy-Ion Medical Accelerators"， Proceedings of EPAC 2006 3(1;[111311找11，3。01:1&11(1，和1^;[1：1161'，0.]\1.等，"3七&1：118〇;1^1:116 Superconducting ECR Ion Source Venus"，Proceedings of EPAC 2000, Vienna, Austria。
[0085] 電子通過庫侖散射和由電子速度改變產生的軔致輻射相互作用。電子可以通過進 行β衰變的放射性核產生，如碘、銫、锝和銥的同位素。或者，可以使用電子槍通過熱電子發 射作為電子源。
[0086]電磁輻射通過三個過程相互作用:光電吸收、康普頓散射和對產生。主要的相互作 用由入射輻射能量和材料原子序數決定。促進纖維素材料中的吸收輻射的相互作用的總和 可以由質量吸收系數表示（參見PCT/US2007/022719中的"Ionization Radiation"）。
[0087]電磁輻射可以根據波長再分為γ射線、X射線、紫外線、紅外線、微波或無線電波。 [0088] γ射線在樣品的各種材料中具有顯著的穿透深度的優勢。γ射線源包括放射性 核，如鈷、鈣、锝、鉻、鎵、銦、碘、鐵、氪、釤、硒、鈉、鉈和氙。
[0089] X射線源包括電子束與金屬祀(如媽或鉬或合金）的碰撞，或緊湊光源，如Lyncean 商業化生產的那些光源。
[0090]紫外輻射源包括氘燈或鎘燈。
[0091 ]紅外輻射源包括藍寶石、鋅或硒化物窗口陶瓷燈。
[0092]微波源包括速調管、Slevin型RF源或使用氫氣、氧氣或氮氣的原子束源。
[0093] 電子束
[0094]在一些實施方案中，使用電子束作為放射源。電子束具有高劑量速率(例如1、5或 甚至lOMrad每秒）、高流通量、更小的容積和更小的密封設備的優勢。電子在引起斷鏈方面 更有效。此外，具有4-10MeV能量的電子可以具有5至30_或更大的穿透深度，如40_。
[0095]電子束可以例如由靜電發生器、聯級發生器、互感發生器、具有掃描系統的低能量 加速器、具有線性陰極的低能量加速器、線性加速器和脈沖加速器來產生。電子作為電離輻 射源例如對于相對稀疏的材料堆可能是有用的，例如小于0.5英寸的材料堆，例如小于0.4 英寸、0.3英寸、0.2英寸或小于0.1英寸。在一些實施方案中，電子束的各個電子的能量是約 0.3MeV至約2. OMeV(兆電子伏特），例如約0.5MeV至約1.5MeV，或約0.7MeV至約1.25MeV。
[0096] 在一些實施方案中，用于處理生物質材料的電子可以具有0.05c或更大（例如， 0.10c或更大、0.2c或更大、0.3c或更大、0.4c或更大、0.5c或更大、0.6c或更大、0.7c或更 大、0.8c或更大、0.9c或更大、0.99c或更大、0.9999c或更大)的平均能量，其中c表示光的真 空速度。
[0097] 電子束照射裝置可以從Ion Beam Applications，Louvain-la_Neuve,Belgium或 Titan Corporation,San Diego,CA商購。典型的電子能量可以是lMeV、2MeV、4.5MeV、 7.51^￥或1(^6￥。典型的電子束照射裝置功率可以是11^、51^、101^、201^、501^、100砂、 250kW、500kW、1000kW或甚至1500kW或更高。原料漿的解聚的有效性取決于使用的電子能量 和施加的劑量，而照射時間取決于功率和劑量。典型的劑量可以采用1 kGy、5kGy、10kGy、 20kGy、50kGy、1 OOkGy、200kGy、500kGy、1 OOOkGy、1500kGy 或 2000kGy 的值。
[0098] 考察電子束照射裝置功率規格的權衡因素包括操作成本、投資成本、折舊和裝置 占地面積。考察電子束照射的照射劑量水平的權衡因素是能量成本和環境、安全和健康 (ESH)相關方面。考察電子能量的權衡因素包括能量成本;在這里，較低的電子能量對于促 進某些原料漿的解聚可能是有利的（參見，例如Bouchard等，Cellulose(2006) 13 :601-610)〇
[0099] 為了提供更有效的解聚加工，提供雙程電子束照射可能是有利的。例如，原料輸送 裝置可以引導下面的原料(干燥或漿液形式)并且以與初始輸送方向相反的方向引導。雙程 系統可以允許加工較厚的原料漿并且可以提供貫穿原料漿厚度的更均勻的解聚。
[0100] 電子束照射裝置可以產生固定光束或掃描光束。具有大掃描長度和高掃描速度的 掃描光束可能是有利的，因為這將有效地代替