打破壟斷！我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳-14生產(chǎn)全面國(guó)產(chǎn)化
發(fā)布時(shí)間：2024-04-20 信息來源：
“碳-14輻照生產(chǎn)靶件開始出堆！”4月20日13時(shí)48分，隨著一聲令下，碳-14靶件從中核集團(tuán)旗下中國(guó)核電（股票代碼：601985）投資控股的秦山核電重水堆機(jī)組中成功抽出，這是我國(guó)首次利用核電商用堆批量生產(chǎn)碳-14同位素，中國(guó)也從此徹底破解了國(guó)內(nèi)碳-14同位素依賴進(jìn)口的難題，實(shí)現(xiàn)碳-14供應(yīng)全面國(guó)產(chǎn)化。
這是中核集團(tuán)踐行“健康中國(guó)”國(guó)家戰(zhàn)略，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，積極培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，助力我國(guó)核能高質(zhì)量發(fā)展的生動(dòng)實(shí)踐。
碳-14同位素廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域，具有極高的醫(yī)用價(jià)值和科研價(jià)值，主要應(yīng)用包括幽門螺桿菌檢測(cè)、藥代動(dòng)力學(xué)研究、β射線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。此前，我國(guó)碳-14供應(yīng)幾乎全部依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴且供應(yīng)得不到保障，供應(yīng)緊缺已經(jīng)嚴(yán)重制約下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
利用商用重水堆輻照生產(chǎn)碳-14是秦山核電同位素生產(chǎn)基地建設(shè)的首個(gè)醫(yī)用同位素項(xiàng)目。秦山核電積極履行央企責(zé)任擔(dān)當(dāng)，積極踐行“自主創(chuàng)新、融合發(fā)展”的秦山經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造性提出“1+1+2+4”發(fā)展思路，明確提出建設(shè)“同位素生產(chǎn)基地”，積極帶動(dòng)同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，聯(lián)合打造全國(guó)最大的同位素生產(chǎn)基地。
由于碳-14同位素生產(chǎn)技術(shù)屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，秦山核電從“零”研發(fā)生產(chǎn)碳-14。秦山核電成立專項(xiàng)項(xiàng)目組，選調(diào)多名技術(shù)骨干，深入分析國(guó)內(nèi)外最新科技進(jìn)展和行業(yè)動(dòng)態(tài)，參加高端研討、對(duì)標(biāo)交流和專項(xiàng)培訓(xùn)，同時(shí)發(fā)揮“整體·協(xié)同”優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家科研和生產(chǎn)單位開展交流合作，共同研究碳-14同位素國(guó)產(chǎn)化方案。
此外，秦山核電成立碳-14生產(chǎn)研發(fā)、堆頂改造專項(xiàng)等黨員突擊隊(duì)，充分發(fā)揮黨員先鋒模范作用，克服原材料采購(gòu)困難、工藝研發(fā)困難、時(shí)間緊張等挑戰(zhàn)，確保各項(xiàng)任務(wù)按計(jì)劃推進(jìn)。
今兒，碳-14出堆這個(gè)“全面國(guó)產(chǎn)化”撬動(dòng)了什么？
一支吹氣管、一小瓶紫紅色的藥水、一臺(tái)占不到半個(gè)桌面的儀器、半個(gè)小時(shí)的時(shí)間……借助同位素碳-14，僅僅通過簡(jiǎn)單的呼氣，你就可以完成一次確定你的胃是否感染幽門螺桿菌的診斷——這是一項(xiàng)毫不起眼的基礎(chǔ)體檢項(xiàng)目，雖然每年一次，但顯然它都不如抽出的那一管血讓你印象深刻。
然而，就這“一口氣”，我們依賴了進(jìn)口很多年。
4月20日13時(shí)48分，完成輻照的碳-14靶件從中核集團(tuán)旗下中國(guó)核電（股票代碼：601985）投資控股的秦山核電重水堆機(jī)組中成功抽出?！斑@是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)核電商用堆批量生產(chǎn)碳-14同位素，此后預(yù)計(jì)我們每年可以生產(chǎn)150居里左右的碳-14同位素，完全可以滿足我國(guó)市場(chǎng)需求?！鼻厣胶穗娍偨?jīng)理尚憲和這樣告訴記者。
至此，中國(guó)徹底破解了國(guó)內(nèi)碳-14同位素依賴進(jìn)口的難題，實(shí)現(xiàn)該同位素的全面國(guó)產(chǎn)化。
破壁——
已經(jīng)是凌晨3點(diǎn)，秦山核電3廠二號(hào)機(jī)組核島堆芯依然燈火通明。從安全殼出入口進(jìn)入繼續(xù)向上3層，就到達(dá)了501平臺(tái)。在這里，一項(xiàng)堆頂輻照生產(chǎn)同位素裝置的安裝和調(diào)試工作正在緊張進(jìn)行?！岸秧斴椪胀凰厣a(chǎn)裝置的安裝對(duì)于秦山核電基地同位素生產(chǎn)而言是具有劃時(shí)代意義的。有了它，我們就可以在不停堆的狀態(tài)下，源源不斷地生產(chǎn)出很多半衰期短的同位素——大部分的堆照類生產(chǎn)的醫(yī)用同位素都可以生產(chǎn)。該裝置投入使用后，將具備大規(guī)模輻照生產(chǎn)镥-177、釔-90等同位素的能力?！鼻厣胶穗妼ｍ?xiàng)工程處處長(zhǎng)李世生回答記者問題的間隙簽閱了數(shù)張技術(shù)圖紙。
?此刻，中核集團(tuán)首席技師何少華已經(jīng)上上下下地忙碌超過了6個(gè)小時(shí)，厚重的防砸鞋已經(jīng)磨得腳生疼，明黃色防護(hù)服里面已經(jīng)浸滿汗水，防護(hù)口罩死死地貼在臉上，但他處理著各種技術(shù)問題，沒有絲毫停頓，核電廠大修的每一秒都極為珍貴，未來連續(xù)的三天時(shí)間，何少華腦子里只有一件事：爭(zhēng)分奪秒。
同一天，正是重水堆研發(fā)科科長(zhǎng)孟智良到北京的第三天，懷揣著堆頂輻照同位素生產(chǎn)裝置安裝改進(jìn)方案，他帶著自己的團(tuán)隊(duì)到上級(jí)監(jiān)管部門匯報(bào)，爭(zhēng)取更優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案能夠在大修期間及時(shí)通過審批，從而有效提升該裝置的性能。從工業(yè)鈷-60的生產(chǎn)、醫(yī)用碳-14的生產(chǎn)到如今的堆頂輻照同位素生產(chǎn)裝置安裝，他跑上海、跑北京、跑包頭……跑得越多，獲得的幫助和支持也就越多，他的信心就更足了。
這是4月19日，秦山核電碳-14正式出堆的前一天。還來不及品嘗成功的喜悅，同位素專項(xiàng)團(tuán)隊(duì)的兩名重要負(fù)責(zé)人就已奔赴了下一站。
商用堆生產(chǎn)同位素，這一路走來絕非坦途。“不僅要突破技術(shù)壁壘，還要突破管理壁壘?！鄙袘椇透嬖V記者：“核電廠是一個(gè)動(dòng)力堆，我們主要從事核動(dòng)力專業(yè)，要跨領(lǐng)域開展同位素生產(chǎn)碳-14，那么要了解用戶需求，碳-14出堆后還要提純、轉(zhuǎn)化生成產(chǎn)品，產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景還涉及醫(yī)療領(lǐng)域，應(yīng)該說，從靶件到核藥這是一個(gè)非常長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈條，可謂‘萬水千山’；另一方面，眾所周知，我們國(guó)家對(duì)于反應(yīng)堆安全高度重視，開展這項(xiàng)工作就要充分評(píng)估這項(xiàng)工作對(duì)反應(yīng)堆安全的影響，最終完成安全審批，才能夠取得國(guó)家核安全局的輻照許可，這一關(guān)也可謂‘千難萬險(xiǎn)’?！?/p>
在這項(xiàng)工作的技術(shù)負(fù)責(zé)人李世生面前這些“難”是被明確量化的一道又一道坎。他告訴記者：“碳-14項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求靶件破損概率要低于4×10-8。僅以堆頂輻照同位素生產(chǎn)裝置的失效安全驗(yàn)證這一項(xiàng)為例，我們的反復(fù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)就高達(dá)1200次?！?/p>
——為了“健康中國(guó)”
繼歷時(shí)6年之久攻克工業(yè)鈷-60生產(chǎn)、填補(bǔ)我國(guó)該項(xiàng)空白之后，利用商用重水堆輻照生產(chǎn)碳-14是秦山核電同位素生產(chǎn)基地建設(shè)的首個(gè)醫(yī)用同位素項(xiàng)目。為什么選中碳-14？
“此前，我國(guó)碳-14僅僅在實(shí)驗(yàn)堆上生產(chǎn)過幾個(gè)居里，規(guī)?；a(chǎn)完全是白紙一張?！鄙袘椇徒榻B，“雖然難度很大，但它的意義更大?！?/p>
同位素碳-14的應(yīng)用不僅僅局限于醫(yī)用，它廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域，具有極高的醫(yī)用價(jià)值和科研價(jià)值。除了幽門螺桿菌檢測(cè)，它還應(yīng)用于藥代動(dòng)力學(xué)研究、β射線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等?！按饲埃覈?guó)碳-14供應(yīng)幾乎全部依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴且供應(yīng)得不到保障，供應(yīng)緊缺已經(jīng)嚴(yán)重制約下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！鄙袘椇驼f。
2021年6月國(guó)家八部委聯(lián)合發(fā)布了《醫(yī)用同位素中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，對(duì)我國(guó)建立穩(wěn)定自主的醫(yī)用同位素供應(yīng)保障體系，加快醫(yī)用同位素及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出具體要求。
實(shí)現(xiàn)碳-14醫(yī)用同位素自主供應(yīng)，事關(guān)“健康中國(guó)”戰(zhàn)略?！袄麌?guó)、利民、利企?！痹谏袘椇脱壑?，這就是他們屢屢選擇“破壁”的原動(dòng)力。
與目前生產(chǎn)碳-14主要依靠研究堆生產(chǎn)的方式相比，秦山核電重水堆機(jī)組堆內(nèi)輻照空間大，長(zhǎng)期保持高功率穩(wěn)定運(yùn)行，可以保證放射性核素的穩(wěn)定供應(yīng)和安全生產(chǎn)，既不會(huì)影響機(jī)組發(fā)電能力和安全運(yùn)行，生產(chǎn)成本也更低。2019年，秦山核電聯(lián)合上海核工院、中核北方等單位歷時(shí)5年開展了碳-14同位素自主研發(fā)生產(chǎn)，2022年4月首批碳-14靶件入堆。
自從2022年4月生產(chǎn)碳-14的生產(chǎn)靶件入堆以來，一把核安全的達(dá)摩克里斯之劍就時(shí)刻懸在了尚憲和的頭頂之上?！?77天的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，一旦靶件經(jīng)受不住輻照考研破裂，其內(nèi)部的氮化鋁粉末就會(huì)散入堆芯形成異物風(fēng)險(xiǎn)，雖然之前經(jīng)歷了萬千實(shí)驗(yàn)，我是有充足信心的，但不到答案最終揭曉的那一刻，心始終還是懸著?！?/p>
4月11日秦山三廠2號(hào)機(jī)組停堆大修，答案終于水落石出：碳-14生產(chǎn)靶件持續(xù)保持了良好的安全裕量。“這次長(zhǎng)達(dá)677天的運(yùn)行周期創(chuàng)造了我國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組連續(xù)并網(wǎng)運(yùn)行新紀(jì)錄，充分證明了我們反應(yīng)堆運(yùn)行能力的成熟，這也是我們開展同位素生產(chǎn)最根本的底氣?！鄙袘椇痛丝绦Φ脽o比暢快。當(dāng)年，作為運(yùn)行值長(zhǎng)親手操作被譽(yù)為“中國(guó)核電國(guó)產(chǎn)化跨越”——秦山二廠1號(hào)機(jī)組達(dá)到臨界，他就是笑得如此暢快；參與秦山二廠擴(kuò)建工程，3號(hào)機(jī)組創(chuàng)下53.5個(gè)月的調(diào)試紀(jì)錄宣布正式投入商運(yùn)，他也是笑得如此暢快；如今，全面實(shí)現(xiàn)碳-14的國(guó)產(chǎn)化為“健康中國(guó)”建設(shè)又撒下一把種子，他同樣笑得如此暢快。
本次碳-14靶件出堆經(jīng)分離提純后將于2024年底開始向市場(chǎng)供貨，產(chǎn)量可充分滿足國(guó)內(nèi)需求，這將有力帶動(dòng)我國(guó)同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，進(jìn)一步建立健全產(chǎn)學(xué)研合作開展商用堆輻照生產(chǎn)同位素的研發(fā)體系，助推和牽引下游醫(yī)療企業(yè)高新型核藥和核醫(yī)療產(chǎn)業(yè)研發(fā)，為國(guó)內(nèi)同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐。
2020年，秦山核電明確提出建設(shè)了“同位素生產(chǎn)基地”，積極帶動(dòng)同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，聯(lián)合打造全國(guó)最大的同位素生產(chǎn)基地。尚憲和說：“當(dāng)年原國(guó)務(wù)院副總理吳邦國(guó)為秦山核電站題詞‘中國(guó)核電從這里起步’。直到今天我們始終在踐行‘起步’二字。我國(guó)首座30萬千瓦核電站在這里起步，國(guó)產(chǎn)的百萬千瓦核電站在這里起步，今天我們商用堆生產(chǎn)同位素也是在這里起步。秦山核電的精神就是不管多難，我們都有勇氣‘起步’?！保畎⒆?段新瑞 胡鍵 凌犇）
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