钴60是钴元素的一种同位素,是关系我国国计民生的重要工业产品,钴60在农业、工业、医学等方面应用广泛,可用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害、食品辐照保藏与保鲜,无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物,厚度、密度、物位的测定和在线自动控制,以及癌和肿瘤的放射治疗等。近期在疫情防控过程中备受关注的医用防护服辐照灭菌装置所使用原材料就是钴60。

秦山核电站三期工程的1、2号核电机组,是国产钴-60的“产房”,也是中国仅有的两台重水反应堆
然而,我国钴源长期以来几乎全部依赖进口,货源、价格等多方面都受制于人。中核集团组织多家单位联合攻关,于2010年实现钴60放射源国产化,打破了国外长期垄断与控制,其技术指标和质量水平达到了国外同类产品的先进水平。中国同辐和秦山核电同年共同成立中核同兴,负责国产钴60放射源的生产、销售以及为用户提供相应的技术支持和服务。目前,国际上只有加拿大、中国、俄罗斯等少数国家拥有钴60生产能力。
2019年,经过两年堆芯辐照后,我国首批医用钴靶件经辐照后在秦山核电重水堆1号机组顺利出堆,标志着我国通过自主研发成功打破医用钴-60全部依赖进口的局面,伽马刀医疗设备即将装备“中国芯”。
伽玛刀(Gamma Knife)是现代放射医学的主要治疗手段之一。通过头架固定,影像扫描,将患者颅内的肿瘤或病变组织确定为靶点,再将医用钴-60放射源阵列的γ射线聚焦于靶点上,达到杀灭肿瘤或病变组织的目的,也就是俗称的“放疗”。
根据WHO的统计,约45%的肿瘤可以治愈,这其中又有约40%可由放疗治愈,约70%的肿瘤患者在不同阶段需要接受放疗,中国每年新发肿瘤数百万例,肿瘤患者保守估计在1500万人以上,但每年接受放疗的患者仅有100万人次左右。

和工业用钴60相比,医用钴-60要求具有更高的比活度,也就是更高的钴-60纯度,就是为了能够把放射源做得更小,以提高伽玛刀的精度和减小副作用。中国的重水堆数量少,这方面的经验远不如数十台重水堆的加拿大,因此医用放射源过去完全依赖进口。
医用钴-60是伽马刀设备的“心脏”,主要用于肿瘤精确放射治疗。医用钴-60市场前景非常广阔,经济效益与社会效益明显。此前用于生产医用钴-60的加拿大研究堆即将退役,阿根廷重水堆机组已停堆改造,医用钴-60供应短缺,医用钴-60放射源国产化迫在眉睫。
2016年“医用钴-60放射源工业化生产技术研究”项目被列为中核集团“龙腾2020”科技创新计划项目。“医用钴源所要求的比活度远高于工业钴源,制造的精度和难度更大。秦山核电领衔的研发团队不懈努力,两年内完成了国内首批医用钴靶件生产技术研发、安全分析、靶件制造、安全审评等一系列工作,国内首个医用钴靶件于2017年4月在秦三厂1号机组顺利入堆。”乏储科高级技师蒋军建说。
在堆芯辐照两年后,我国首批医用钴靶件顺利出堆,标志着我国通过自主研发打破医用钴-60全部依赖进口的局面。秦山核电作为全国唯一的医用钴源生产地,年产能可基本满足国内市场需求。
值得关注的是,秦山核电生产的钴源已在各地用于医用物资辐照灭菌。医用物资采取常规灭菌需要7至14天,而通过辐照灭菌则仅需1天,“国之光荣”在技术战“疫”中再次展现央企担当。秦山核电正在布局核技术应用产业,打造同位素生产基地。秦山核电燃料操作处乏贮科踏上助力健康中国的新征程。
来源:中核集团官微、科技日报