打破進口依賴,我國首次批量生產碳-14同位素
“碳-14輻照生產靶件成功出堆!”20日13時48分,經過兩年的堆芯輻照后,第一根碳-14靶件從中核集團旗下中國核電投資控股的秦山核電重水堆機組中成功出堆,這是我國首次批量生產碳-14同位素,破解了國內碳-14同位素依賴進口的難題,實現碳-14供應全面國產化。

20日下午,碳-14靶件從秦山核電重水堆機組中卸出后轉移到臨時儲存水池中。秦山核電供圖。
碳-14是碳元素的一種具有放射性的同位素,被廣泛作為示蹤劑使用,幽門螺旋桿菌檢測是其最具代表性的用途。此外,藥代動力學研究、β射線環境監測系統等領域也均需要碳-14。此前,我國碳-14供應幾乎全部依賴進口,價格昂貴且供應得不到保障,這已成為下游產業發展的制約因素。
秦山核電專項工程處重水堆研發科副科長樊申20日向《環球時報》記者介紹稱,每年國內碳-14幽門螺旋桿菌檢測的總需求約為40居里,加之科學研究等其他需求,國內每年需要碳-14約100居里左右。此次秦山核電重水堆產出的碳-14可充分滿足國內需求。
據悉,本次碳-14靶件完成出堆后,經后端處理后將于2024年底開始向市場供貨。
一直以來,碳-14主要依靠試驗堆生產,但產能不足。此次秦山核電充分發揮其商用重水堆核電機組的技術優勢,國內首次實現批量生產,產能足以滿足全國需求。
秦山核電三廠有兩座重水堆機組。與國內外主流的壓水堆機組相比,重水堆機組中子通量高、堆內輻照空間大,長期保持高功率穩定運行,可以保證放射性核素的安全生產和穩定供應,既不會影響機組發電能力和安全運行,生產成本也更低。
樊申介紹稱,重水堆與壓水堆堆芯結構不同,秦山核電的重水堆機組預留有孔道,可以放置碳-14等同位素的生產靶件,而目前國內的壓水堆機組基本沒有類似設計。同時,重水堆核電機組可以長期保持高功率運行,三廠的2號重水堆近期創造了機組單循環連續運行677天的紀錄,這保證了同位素的產量和穩定供應。
在本次碳-14靶件出堆期間,秦山核電還同步開展了堆頂輻照生產同位素裝置的安裝和調試工作。該裝置投入使用后,將具備大規模輻照生產镥-177、釔-90等同位素的能力。此前,秦山核電已實現醫用鈷-60的批量生產,產品可完全滿足國內市場需求。
同位素,尤其是醫用同位素的供應幾乎全部依賴進口。公開資料顯示,包括碳-14在內,用于癌癥近距離放療的碘-125、用于人體器官SPECT顯像的鉬-99等醫用同位素的進口依賴率幾乎都達到100%。此次秦山核電的碳-14同位素生產技術屬國內首創,被認為將有力帶動我國同位素應用產業鏈發展,進一步建立健全產學研合作開展商用堆輻照生產同位素的研發體系,助推和牽引下游醫療企業高新型核藥和核醫療產業研發。
2021年6月,國家八部委聯合發布了《醫用同位素中長期發展規劃(2021-2035年)》,對我國建立穩定自主的醫用同位素供應保障體系,加快醫用同位素及產業發展提出具體要求。
目前,秦山核電正在與所在地海鹽縣攜手,目標是建設全國最大的同位素生產基地。海鹽縣經信局局長朱國華20日告訴《環球時報》記者,占地1900畝的海鹽核技術應用(同位素)產業園已全面啟動建設。該產業園將包含同位素生產基地、核藥生產基地以及核技術創新中心、核醫療中心。
朱國華說,國內核醫療和核藥產業還處在起步階段,市場規模還不大。有統計顯示,國內僅有0.28%的人群使用核醫療和核藥,而這一比例在其他一些國家超過10%。“可以預見,相關市場未來具有巨大潛力”,朱國華認為,此次碳-14在秦山核電實現批量生產,對于海鹽打造全國同位素產業基地是一個重要里程碑。
秦山核電是我國大陸核電運行時間最久、機組數量最多、堆型最豐富的核電基地,目前共有9臺運行機組,總裝機容量666萬千瓦。2023年,秦山核電安全發電突破555億千瓦時,年發電量實現9連增,累計發電突破8100億度。
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