打破垄断！我国首次批量生产的碳-14同位素成功出堆

科技日报记者 陈瑜

“碳-14辐照生产靶件开始出堆！”4月20日13时48分，随着一声令下，工作人员将碳-14靶件从秦山核电重水堆机组中成功抽出。这是我国首次利用核电商用堆批量生产碳-14同位素，彻底破解国内碳-14同位素依赖进口的难题。

具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。同位素有两类：放射性同位素和稳定性同位素。与稳定性同位素不同，放射性同位素在无声中发生衰变，利用其衰变产生的射线，可对人体体内组织进行检测或治疗，实现治病救人。

现阶段医用同位素生产方式分为反应堆生产、加速器生产、高放废液提取、发生器制备。其中，反应堆生产是最主要的生产手段。

图为我国首次批量生产的碳-14同位素成功出堆现场图。中核集团供图

此前，我国医用同位素研发主要依靠研究堆，但由于这些工程研究堆还肩负着其他任务，医用同位素的生产能力十分有限，钼-99、碘-125、镥-177等用量大的医用同位素全部依赖进口，碳-14等少部分同位素虽然实现了国产化，但无法满足国内市场需求。

碳-14同位素具有极高的医用价值和科研价值，主要用于幽门螺杆菌检测、药代动力学研究、β射线环境监测系统等。

秦山核电之所以能勇挑重担，核心优势来自两台商用重水堆。

目前在运核电站中，70%左右为压水堆、轻水堆。与压水堆不同，重水堆堆芯的热中子通量更高、堆内辐照空间大，可长期保持高功率稳定运行，保证放射性核素的稳定供应和安全生产，不会影响机组发电能力和安全运行，生产成本也更低。

为实现批量生产碳-14同位素，秦山核电联合上海核工程研究设计院股份有限公司、中核北方核燃料元件有限公司等单位开展联合攻关。

本次碳-14靶件完成出堆后，经后端处理后将于2024年底开始向市场供货，将有力带动我国同位素应用产业链发展，进一步建立健全产学研合作开展商用堆辐照生产同位素的研发体系，助推和牵引下游医疗企业高新型核药和核医疗产业研发，为国内同位素应用产业发展提供有力支撑。

此外，在本次碳-14靶件出堆期间，秦山核电还同步开展了堆顶辐照生产同位素装置的安装和调试工作。该装置投入使用后，将具备大规模辐照生产镥-177、钇-90等同位素的能力。

数据显示，全球年销售放射性同位素增幅约15%—20%，现阶段总额将超过100亿美元。目前，我国90%以上医用放射性同位素依赖进口。国际上用于放射性同位素生产的反应堆大多数在未来几年内相继退役，同位素产量将急剧减少；而少数已经实现国产化的核素，暂时无法满足医疗市场需求。

2021年6月，国家八部门联合发布了《医用同位素中长期发展规划（2021-2035年）》，对我国建立稳定自主的医用同位素供应保障体系，加快医用同位素及产业发展提出具体要求。

今年1月30日，全球功率最高的溶液型医用同位素生产堆在四川正式开建。

秦山核电自2009年起辐照生产工业钴源、2017年起辐照生产医用钴源以来，积累了丰富的经验，培养了一支熟悉相关技术研发和实施的人才队伍。此外，医用放射性核素一般为短寿命核素，出堆以后衰减迅速，近距离生产、快速运输尤为重要。秦山核电地处长三角经济带核心位置，无论是供应到华东地区还是辐射全国，交通上都极为便利，具有极佳的区位优势。