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2024年4月20日，秦山核电三厂2号重水堆机组内，一根散发着幽蓝荧光的靶件被缓缓抽出。391天后，2025年5月16日，靶件里的“神秘物质”变身一罐罐白色粉末，被装上运输车从中核秦山同位素生产基地缓缓驶出。据悉，这首批10居里来自秦山核电下属企业秦山科技的碳-14产品，已被浙江爱索拓标记医药科技公司采购，用于同位素标记物定制，通俗来说，就是给医药、农药等装上“探测器”，追踪物质的化学反应等。碳-14——这个曾被海外垄断的“明星”产品，正式开启国产化、批量化供应的新篇章。
但碳-14其实只是一个缩影，作为我国唯一拥有商用重水堆的核电基地，被誉为“国之光荣”的秦山核电正以同位素产业为支点，撬动千亿级核技术应用市场，书写“核惠民生”的新时代答卷。
“卡脖子”催生的自主突破
秦山核电与同位素的渊源要从20多年前的钴-60说起。彼时，我国的钴-60辐射加工产业已获得迅猛发展，对于工业钴-60放射源的需求激增，而整个国际市场基本由加拿大和阿根廷重水堆生产的钴-60垄断。为进军这一广阔市场，秦山核电首先想到的是国际合作，借助引进加拿大重水堆的契机，引进加拿大这一成熟技术。
“我们提出合作时，加方先是有意取消钴-60生产技术谈判，后又索要900万美元技术费，还要求包销中间产品。”秦山三期原副总工程师、钴-60项目组组长唐炯然回忆起这段“屈辱”的经历时仍然感慨。
从1996年到1999年，三次国际谈判碰壁后，秦山核电决定“自己啃硬骨头”。没有图纸，就逆向推导；没有经验，就联合多方共同攻坚。2009年，首批钴调节棒入堆，2010年出堆，秦山核电依靠国内技术力量完成自主设计、研制，打通了钴-60全产业链技术。中国首次实现百万居里级钴-60辐照生产能力和万居里级钴-60放射源分装能力，产品质量达到国际领先水平，一跃成为全球三大钴-60供应国之一。后续，秦山核电医用钴-60生产技术也很快得到突破。
疫情期间，钴-60等核技术在医疗用品消毒灭菌等方面大放异彩，将消毒时间从7至14天压缩至1天左右，大大缓解了全国抗疫期间医疗用品供应紧张的问题。
商用堆里“第一个吃螃蟹的人”
当钴-60实现规模化生产后，秦山同位素生产研发团队将目光投向了碳-14。
碳-14是幽门螺杆菌检测、新药研发及环境监测等领域不可或缺的放射性同位素。长期以来，我国碳-14供应严重依赖进口，全球仅有少数国家掌握量产技术。但此前，国际上也还没有采用商用堆辐照生产碳-14的先例，继“国之光荣”后，秦山核电再次成为了“第一个吃螃蟹的人”。
敢为人先是“老秦人”的宿命，也是他们较着的一股劲。“因为国际上没有先例，所以当时质疑声很大，但我们觉得能干！”项目负责人孟智良说。为打消各方质疑，团队翻资料、查数据，反复计算、验证、评估，最终以扎实的前期论证成功推动项目立项。
但想吃螃蟹“一口鲜”，必须得费劲剥开那无数“硬壳”，靶件研制就是那最硬的一块。碳-14靶件入堆后，要经历长时间的辐照，一旦靶件破裂，其内部的辐照材料就会散入堆芯形成异物风险，因此靶件研制必须兼顾制造、辐照安全以及后端处理便利性等问题。
为解决这一关键难题，秦山核电充分发挥党建引领作用，由专项工程处党支部牵头成立同位素辐照生产党员突击队，与上海核工院、中核北方进行了多轮深入探讨，反复寻找靶件材料，共同研发工艺。最终确定了以氮化铝粉末作为靶材，以某特殊金属作为包壳的靶件设计方案。
2022年4月2日，碳-14同位素靶件通过出厂验收，4月11日成功取得入堆许可，4月26日首批靶件入堆辐照。2024年4月20日，秦山核电碳-14生产靶件顺利出堆。
当前，秦山核电碳-14年产量可充分满足国内需求，提前超额完成《医用同位素中长期发展规划（2021—2035）》中提出的碳-14年产量100居里目标。中国碳-14同位素供应长期依赖进口的局面已彻底成为历史。
破解短半衰期同位素难题
在秦山核电三厂内，一套精密设计的在线辐照装置正在静静运转，这是2024年投运的我国首个商用堆在线辐照生产同位素装置，专门攻克镥-177、钇-90、锶-89等短半衰期同位素生产难题。
相比于碳-14，镥-177等同位素半衰期要短得多，如果采用中子辐照方法进行生产，相应的辐照时间要求较短，需要在机组满功率正常运行期间进行靶件的在线装卸。而这就需要一套专用的在线辐照装置，以完成靶件装入堆芯、堆内辐照、卸出堆芯等操作。
但这一装置的研发应用充满艰辛。从概念设计到原理样机，再到工程装置；从现场布置到部件制造，再到现场安装，设计团队攻克一道又一道难关，累计进行了2200余次试验。
以孔道安装为例。由于反应堆处于封闭运行状态，十几米长的辐照孔道只能“盲装”，安装过程中还不能晃动，否则会碰坏反应堆的排管。同时十余米的孔道安装精度要求也极高，偏差需控制在毫米级。为此，安装团队创新设计出了桁架和定位夹持输送系统，把辐照孔道上方的基准延伸到反应堆中，最终一次性把辐照孔道在二号机组堆芯孔道中准确安装就位。
2024年12月26日，该装置正式投运，在此生产的首批镥-177医用同位素也同步出堆，这标志着我国成功掌握批量化在线辐照生产短半衰期同位素的关键技术，我国同位素生产自主供应能力及国际市场参与度显著提升。
“链式反应”撬动“千亩千亿”
5月16日，秦山核电首批碳-14上市启运会现场，爱索拓董事长叶庆富表示：“过去，我国碳-14同位素长期依赖国外，严重制约了药品创新和农药研发。”“碳-14国产化后，不仅能保障原料供应稳定性，还将显著降低生产成本，将有效提升企业的市场竞争力。”这种产业链上的协同发展正是秦山核电所追求的“链式反应”。
2024年1月，秦山核电党委书记、董事长，浙江省人大代表黄潜在浙江省十四届人大二次会议上提出了《关于支持海盐打造全国同位素产业科创高地的建议》。依托秦山核电这一“核素粮仓”，海盐正在快速形成产业集聚。2024年7月2日，全国首个核药领域重大外资项目——诺华中国放射性药品生产项目在海盐县举办奠基仪式。目前，海盐县同位素产业园已集聚核素核药研发生产项目26个，总投资超90亿元，项目达产后预计实现产值超200亿元，目标到2035年实现“千亩千亿”核技术应用产业集群。
而产业发展也将带来实实在在的民生福祉。目前，瑞士诺华研发的全球首款用于治疗晚期前列腺癌的放射性配体疗法在国外定价每支约为20万元人民币，一个疗程要100多万元人民币。海盐诺华生产基地建成后，配上国产镥-177原料，药的成本将大大降低，更多癌症患者将以“平价”享受核药治疗。
首批商用堆产碳-14同位素发运的同时，中核集团发布了我国首个同位素生产技术品牌“和福一号”。“核技载道、福泽苍生”，“和”寓意着核能与自然和谐共生，“福”蕴含科技向善的使命。正如“和福一号”品牌所诠释的，这束从反应堆里诞生的幽蓝荧光，不仅点亮了同位素产业千亿版图，更照亮了核能普惠民生的未来图景。当以同位素为代表的核技术走进医疗、农业、工业的毛细血管，我们看到的，是新时代“国之光荣”的温暖注脚。
来源：中核集团
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