“碳-14辐照生产靶件开始出堆!”4月20日13时45分,随着一声令下,荧光闪烁的碳-14靶件从中核集团旗下中国核电(股票代码:601985)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。

这是中核集团深入学习贯彻习*平近**新时代中国特色社会主义思想,践行“健康中国”国家战略,坚持科技创新,积极培育和发展新质生产力,助力我国核能高质量发展的生动实践。
碳-14同位素广泛应用于农业、化学、医学、生物学等领域,具有极高的医用价值和科研价值,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。此前,我国碳-14供应几乎全部依赖进口,价格昂贵且供应得不到保障,供应紧缺已经严重制约下游产业发展。
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,产量可充分满足国内需求,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。
据了解,2021年6月国家八部委联合发布了《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。
实现碳-14医用同位素自主供应,事关“健康中国”战略。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。秦山核电积极履行央企责任担当,积极践行“自主创新、融合发展”的秦山经验,创造性提出“1+1+2+4”发展思路,明确提出建设“同位素生产基地”,积极带动同位素应用产业链发展,联合打造全国最大的同位素生产基地。
与目前生产碳-14主要依靠研究堆生产的方式相比,秦山核电重水堆机组中子通量高、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。秦山核电充分发挥拥有国内唯一商用重水堆的资源优势、掌握重水堆及同位素技术的人才技术优势、地处长三角经济带核心的区位优势以及地方政府和企业协同发展同位素产业的企地融合优势,联合上海核工院、中核北方等单位开展碳-14同位素自主研发生产。
由于碳-14同位素生产技术属于国内首创,秦山核电从“零”研发生产碳-14。秦山核电成立专项项目组,选调多名技术骨干,深入分析国内外最新科技进展和行业动态,参加高端研讨、对标交流和专项培训,同时发挥整体协同优势,联合国内多家科研和生产单位开展交流合作,共同研究碳-14同位素国产化方案。
此外,秦山核电成立碳-14生产研发、堆顶改造专项等*党**员突击队,充分发挥*党**员先锋模范作用,克服原材料采购困难、工艺研发困难、时间紧张等挑战,确保各项任务按计划推进。
与此同时,秦山核电积极推动打造清洁能源示范基地、核工业大数据基地以及核电人才培养基地建设。2023年,秦山核电安全发电突破555亿千瓦时,年发电量实现9连增,累计发电突破8100亿度。秦山核电还联合地方建设我国南方地区首个核能供热示范项目,已实现多个供热季的安全稳定供热,供暖面积达46万平方米,惠及近4000户居民。
秦山核电将继续落实“健康中国”发展战略及《医用同位素中长期发展规划(2021-2035 年)》相关要求,立足国家战略、紧跟集团步伐、发挥机组优势、推进科技创新,持续深化企地共生、共赢、共荣发展,完成多条同位素生产线建设,建成全国最大的同位素基地,同时布局国际市场,努力发展成为国内外工业、农业、医学和科研等领域核技术应用整体解决方案的供应商,勇做新时代核电领跑者,为助力实现中核集团“三位一体”奋斗目标和浙江省“两个先行”作出新的更大贡献。
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碳-14用途
碳-14是碳元素的一种具有放射性的同位素,我们通常说的“碳”,比如常见的石墨、钻石等,一般指碳-12,包含6个质子和6个中子,而碳-14的原子核中含有6个质子和8个中子,与常见的稳定同位素碳-12和碳-13不同。碳-14主要用于标记化合物示踪,年代测定等工作。
碳-14作为示踪剂的优点有:碳元素为自然界中最常见的元素;半衰期长;为低能量的β衰变,易于防护。利用碳-14作为示踪剂,在农业、化学、医学、生物学等领域中应用十分广泛。碳-14的标记化合物可用于研究农作物的光合作用、含碳农药在土壤和农作物中的残留情况等;可用于识别化学反应的中间产物、研究反应动力学和反应途径、研究化学键的形成过程、确定化学键的断裂位置、研究催化剂中毒的原因等;用于诊断疾病(如14C–黄嘌呤可用于检查肝功能)和制成低能β放射源;观察标记的蛋白质、脂肪、氨基酸等在体内的代谢过程;观察标记的药物在体内的代谢行径及由体内的排除情况。最为主要的应用有如下三个方面:
一、幽门螺杆菌检测
为明确患者有无幽门螺杆菌的感染,临床上需要一种敏感性高、特异性强、快速、简单、安全、廉价的Hp诊断方法,也就是碳-14呼气试验。该检查以及无痛、无创、快速简便、无交叉感染的优点,被国内外专家一致推荐为诊断Hp的金标准,在临床上已被广泛推广应用。
其原理是:Hp可产生高活性的尿素酶。当病人服用碳-14标记的尿素后,如患者的胃内存在Hp感染,胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳-14标记的二氧化碳,碳-14标记的二氧化碳通过血液经呼气排出,定时收集呼出的气体,通过分析呼气中碳-14标记的二氧化碳的含量即可判断患者是否存在幽门螺杆菌感染。

国内年需求量30居里以上,年增长率10%以上。
二、药代动力学研究
国际上多数小分子药物在 I-III 期临床阶段,必须有一次使用碳-14标记做药代动力学试验。我国的药品评审中心公布“药物非临床药代动力学研究技术指导原则”和国家农业部出台的新农药研发政策都推荐或要求用碳-14等标记化合物开展药代动力学研究,国内在这方面的碳-14需求和用量也将快速增长。
三、β射线环境监测系统
β射线环境监测系统利用低能量碳-14作为β射线源,根据β射线穿过清洁滤纸和采集有颗粒物的滤纸时的变化量来计算在滤纸上采集到颗粒物的质量,即而求得空气中的颗粒物浓度,广泛适用用于测量环境空气中的颗粒物浓度,如PM10、PM2.5等。2020年,国家环保部发布《环境空气中颗粒物(PM10和PM2.5)β射线法自动监测技术指南》(HJ 1097-2020),规范自动测定环境空气中颗粒物(PM10和PM2.5)的β射线法。
