重大突破,我国实现碳-14批量国产化。

那么到底什么是碳-14呢?

其实碳广泛的存在于自然界中,例如常见的石墨、钻石、铅笔芯等等,这些都是碳-12,而碳的同位素除了碳-12,还有碳-11,碳-13,碳-14,他们的区别是原子核里都有6个质子,而中子数却不同,碳-14有8个中子,碳-13有7个中子,碳-11有5个中子,因为原子核特性不同,各个同位素之间也就有了差异,例如碳-12很稳定,碳-14具有放射性。

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其实提到碳-14,大家应该都很熟悉,第一反应是在考古领域测定年代的时候使用。其实不止如此,碳-14作为碳元素的一种具有放射性的同位素,可当做示踪剂,用于标记化合物示踪,在农业、化学、医学、生物学等领域,发挥出极高科研价值,主要应用包括幽门螺杆菌检测、药代动力学研究、β射线环境监测系统等等。

例如,在农药中加入碳-14,后期通过检测农作物上碳-14的含量,就可以判断出农药的残留量。

再例如,在医学领域的应用也非常广泛,并且更贴近我们日常生活。比如,利用碳-14进行幽门螺杆菌的诊断与追踪。

首先是将碳-14做成胶囊,然后服下进入体内,再进行呼气检测,检测其中的碳-14含量,以此来判断体内是否含有幽门螺杆菌。

目前,我国每年检测幽门螺杆菌的人次超过了3000万,可见其市场需求量还是相当大的。

而长久以来,我国的碳-14几乎全部依赖进口,不仅购买价格高,而且供应还不稳定,严重制约了相关产业的快速发展。

为此,我国在《医用同位素中长期发展规划(2021-2035年)》中明确提到,要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。而利用商用重水堆辐照生产碳-14,是秦山核电同位素生产基地建设的首个医用同位素项目。

具体过程是,当核电机组运行时,堆芯内会产生大量的中子,把含有氮元素的靶件放在堆芯里,这时靶件中的氮原子会与中子发生核反应,碳-14就可以持续产生了。

那么与碳-14主要依靠研究堆生产的方式相比,我们使用的是秦山核电的重水堆,因为其中子通量高、堆内辐照空间大,长期保持高功率稳定运行,可以保证放射性核素的稳定供应和安全生产,既不会影响机组发电能力和安全运行,生产成本也更低。

那么秦山核电联合上海核工院、中核北方等单位,共同开展碳-14同位素的自主研发生产,经过努力最终实现了重大突破。

这次也是我国首次利用核电商用堆,批量产出碳-14同位素,实现了碳-14供应的全面国产化,也一举打破了国内碳-14长期以来进口的局面,真的是可喜可贺。

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那么秦山核电重水堆机组批量产出的碳-14,经后端处理后将于年底开始向市场供货,产量可充分满足国内需求。

另外,不仅如此,在碳-14靶件出堆期间,科研人员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,投入使用后,将具备大规模产出镥-177、钇-90等同位素的能力,真的是一举多得。

下一步,秦山核电计划联合上下游产业链,共同打造全国最大的同位素生产基地。此举,也将为我国各行业的发展,进一步提供有力支撑,值得点赞。