点击上方蓝字“核电那些事”→点击右上角“...”→选择“设为星标”,就能快速找到我啦。请一定要给我一个星标!
“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,碳-14靶件从中核集团旗下中国核电投资控股的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,中国也从此彻底破解了国内碳-14同位素依赖进口的难题,实现碳-14供应全面国产化。
编辑 | 屈永佳
核电站和幽门螺杆菌检测,看起来八竿子打不着的两个领域,竟然在一种元素身上有了奇妙的联系,这种元素就是“碳-14”。
昨天这个新闻在中核范围刷屏,其实很早就了解到了这个神奇的东东,所以周末带完娃,开始写一些自己的理解
简单说,就是高大上的新闻是给领导看的,科普是核趣的初心,所以说一些更接地气的描述(也就是有些不严谨),便于咱们了解下这个C14。
其实也没啥神秘的,就2点:C14用来干啥的,为啥国产化有搞头
碳14干啥的
说之前,先说个病:幽门螺旋杆菌
这个病状很烦人:口臭
是病它就要查,那怎么查出来你得了这个病嗯?
原理其实很简单:
幽门螺杆菌可以产生尿素酶,会将碳-14尿素分解为含有碳-14的二氧化碳,通过肺排出。当被检者服用完碳-14尿素胶囊之后,只要将呼出的气体收集起来,检测其中是否含有碳-14的二氧化碳,就能够准确判断被检者的胃内是否受到幽门螺杆菌的感染。
求豆麻袋
不是说还有个C13吗?和C14有啥区别?
这里提高一个同位素的概念
在地球上,碳元素有99%以“碳-12”的形式存在,常见的如石墨、钻石等。
有大约1%为“碳-13”,至于“碳-14”就更少了,只有约百万分之一的比例。
这里就提到一个细微的区别
碳13是天然存在的一个稳定的同位素,碳14是一个微弱的放射性。
相对于碳13来说,可能安全一点,没有放射性,但是准确性没有碳c13高。
但是有个问题,C13更贵,时间更长
为啥呢?主要是因为检测的原理不同导致的
因为碳13属于稳定核素,碳14属于放射性核素。
碳13尿素呼气试验是通过同位素比值质谱法和红外光谱法测定,检测仪器设备和操作都比较复杂,出报告的时间相对较长,故价格也更高。
而碳14属于放射性核素,也就是不稳定核素,碳14尿素呼气试验通过液体闪烁测量法来完成,该试验检测仪器设备比较简单,操作也比较简单,出报告的时间相对较短,因此价格相对较便宜。
所以我印象我看过一个体制内的单位的体检单,呼吸检测用的是C13,我就开玩笑的说:贵司福利真好。
但我负责任的说,所谓辐射,真的还不如你为了节省时间坐飞机吃的计量多,所以别在这个字眼上去纠结半天。
但是比较客观的谈一个问题:大规模检测时候,成本和时间都是不容忽视的关键因素。
就像袁隆平爷爷的杂交水稻,都知道口感不好,但是我们有很大一部分人主要需求的填饱肚子。
所以从这个角度看:C14和C13是面向不同场景的解决方案,都很有必要。
目前我国每年的幽门螺杆菌检测,需求超过3000万人次
首先读到这里,大家应该是知道“碳-14”是具有广泛的市场需求的。
但是大家不知道的是,我们国内大部分和C14呼气试验相关的产业链或者厂家,都其实是“包装商”,而非“生产商”。
之前我国“碳-14”供应全部依赖进口,都是从国外的实验室买回来,然后包装成相应的产品。
我其实也提过这个问题:国内那么多核电站,为啥不生产呢?
其实答案挺无奈的,
简单说,C14是“照”出来的,把一个含有氮元素的靶件和其他核燃料一起放入堆芯,然后氮在反应堆中发生核反应,会吸收一个中子、释放一个质子,形成一个有6个质子,8个中子的新元素,这就是“碳-14”。
而反应堆一直可以提供稳定的中子源用于辐照,是很好的生产端。
但是有个现实问题:
市场需求的连续的,不可能今天有明天没有。
但是我国核电绝大多数都是压水堆核电站,要开盖把这个靶件拿出来,要等大修时候。
而现在大部分的核电站都是18个月换料一次。
也就是说:
为了生产C14,真要需求匹配不到了,还要停堆开盖拿靶件,这不划算(还是核电赚的更多,哈哈)
但是架不住C14利润率太高了...这个一个干了就能赚钱的业务赛道
怎么办?
这就说到这次的主角了:重水堆
目前国内并没有大规模建设重水堆,仅有北京原子能院101堆、秦山核电三期。
而重水堆由于其独特的堆型布局设计,所以比一般的压水堆看起来,要更矮胖一些,所以一般小编都叫它:小胖哥。
他有一个很重要的特性:不停堆换料
这个就很重要了。
不停堆换料,那我需要哪根拔哪根,啥时候需要啥时候拔。
这不就两全其美了。
大家展开想下,其实不仅仅是C14,只要是“照”出来的同位素,其实都可以放在这个炉子里生产。
2022年中核秦山同位素生产基地开工建设,项目总投资4.6亿元,规划建设五条同位素生产线,包括钴-60、碳-14、镥-177、碘-131和锶-89 等同位素。
我其实很佩服秦山核电(没有任何广告嫌疑,毕竟也没找我推广啥)
能够从自身的“重水堆”这个“人无我有”的特点出发,找到一条新的商业模式,这并不是习惯了每天发电赚钱的老国企,而是有一个“再造一个新秦山”的创业人。
作为曾经的秦山人,我能从我身边的伙伴的精神面貌看到这句话的力量。
这个点赞是由衷的。
抛开国产化这些主旋律,在商言商的话,一堆多吃的模式,同位素这条可能是最赚钱的一个副业。
国产化以后未来其产量可以基本满足国内需求,其价格将大幅降低,还将有助于带动同位素应用产业链发展。
所以C14有搞头,同位素有搞头。
未来的秦山,将变成是同位素之都也未可知。
好了,要去保养车了,先聊到这里。
这酒也是核技术哦
以后买辐照酒,找核趣就对了