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我国实现碳-14生产全面国产化 秦山核电新成果打破国外垄断

类别:军事 发布时间:2024-04-21 07:25:00 来源:杭州网

在日常体检中,不少人会经历一项“碳-14呼气试验”,通过简单的呼气,就能诊断胃里是否感染幽门螺杆菌。然而,就这“一口气”,我国依赖进口很多年。

直到4月20日13时48分,这一局面被彻底扭转——

秦山核电三厂2号机组,安静的气氛透着紧张。操作人员将碳-14靶件缓缓移出重水堆堆芯,现场指挥发出“顺利出堆”的报告,掌声、欢呼声雷动。

这一刻,秦山核电人等了很久。专项组负责人樊申难掩激动,紧握的双手微微颤抖,和团队成员一起攻克碳-14同位素生产难题的日日夜夜,历历在目。

这是全球首批利用商用堆生产的碳-14,也意味着我国实现碳-14生产全面国产化,改变了该同位素长期依赖进口的局面,预计每年将生产150居里左右碳-14,年产能完全可以满足国内市场需求。

随着碳-14在医学、生物、农业等领域的深入应用,它的需求量也越来越大。中核集团统计数据显示,近十年,我国碳-14需求量年均增长率超10%。目前,我国医用同位素主要依赖进口,价格贵且供应得不到保障。

医用同位素生产是一块极难啃的硬骨头,长期以来核心技术都掌握在加拿大等国家手中,目前生产方式以加速器、研究堆为主。商用重水堆虽具备产量大、成本低、供应稳定等优势,但因其承担发电的重任,国际上还未曾使用。在中国,仅有的两台商用重水堆就位于海盐县秦山街道的秦山核电基地。

2019年,秦山核电开始谋划碳-14批量化自主生产项目,并立下2022年首批靶件入堆、2024年首批产品供应市场的目标。此前,我国碳-14仅在实验堆里生产过几个居里,规模化生产完全是一张白纸。

零的突破,谈何容易。国外对相关技术完全封锁,秦山核电人直面的是无技术积累、无经验可循的局面。

有人打起了退堂鼓:承认差距吧,多花点钱买国外产品也不丢人。

还有人说起风凉话:核电站的主业是发电,搞好安全运行就行了。

秦山核电党委和总经理部主要负责人态度坚定:自己干!他们说,秦山核电的人才、技术及资源优势不比国外差,要让核电更多地支援国家建设、造福人民。

首要问题是安全。樊申和团队成员翻阅了一摞摞资料,几乎找遍国内相关研究院,可行性方案修改了近百遍。最终委托上海核工院,历时8个月发布评估报告,证实项目安全可行。

紧接着,是一道有700多个答案的“选择题”。堆芯功率监测,是确保反应堆安全高效运行的关键,但正常运行时的相关参数均由国外提供,且仅适用于机组发电。

专项组对碳-14靶件入堆后可能出现的700多种状态进行计算分析,综合评估后确定机组安全运行所需的相关参数,既能进行碳-14辐照生产,又不影响正常发电。

纯度是另一大难题。按照现有技术,靶件材料无法实现100%纯度。专项组与靶件设计方、制造方因杂质浓度能否下调0.000001,争论了近1个月,最终把纯度提高到现有技术下的极限值。同时,团队成员联系了上百家潜在供应商,对原材料逐一进行检测分析。

樊申回忆,那段时间,实验室里常常灯火通明,每个人眼里都布满红血丝,只听见检测设备运转的声音。经过层层筛选,终于找到了一种符合条件的含氮元素的靶件材料。

还没来得及享受喜悦,用于靶件的密封外壳锆管又成为“拦路虎”。根据锆管厂家当时的生产能力,在这么短时间内供货是“不可能完成的任务”。此时,距离计划入堆时间不到半年。

专项组立即向中核北方、国核锆业、上海核工院等的专家寻求协助,有人研究如何压缩生产与供货周期,还有人加班修改图纸、审查检测报告,大家以天为单位,共同策划这件需要持续半年的事。

这是一场“摸着石头过河”的探险,每一个时刻都值得铭记。

2022年4月11日,在答复了国家核安全局提出的100多个问题后,秦山核电如愿获得碳-14靶件入堆许可;4月26日14时55分,这批靶件成功入堆辐照。经过两年多的等待,如今迎来创造历史的时刻。

碳-14靶件入堆的同时,相关产业布局已紧锣密鼓展开。秦山核电联合海盐县共同打造的核技术应用(同位素)产业园,如今已引进瑞士诺华等16个项目,投产后将成为全国最大的核药生产基地。

“碳-14实现国产化批量生产,对推动我国核医学产业发展起到了积极作用,有着重要的社会应用价值。”中国科学院院士柴之芳说。秦山核电碳-14项目的成功实施,将为其他同位素项目推进积累宝贵经验。

今后,国产碳-14还有望走出去。“长期以来,中国与沙特在核医学领域保持友好合作关系。此次碳-14出堆,有助于两国开辟新的合作可能。”沙特阿拉伯核与辐射监管委员会成员易卜拉欣说。

眼下,秦山核电正积极推动钇-90、锶-89等医用同位素的研发生产,用于治疗肝癌、癌症晚期骨转移等。届时,我国核药价格有望大幅下降。

秦山春晓——正对秦山核电基地的山麓上,矗立着一块写有这4个字的石碑。它记录我国核电事业迎来的那个春天,也见证秦山核电自主创新、融合发展的成长历程。

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