“碳-14輻照生產(chǎn)靶件開始出堆！”4月20日13時48分，隨著一聲令下，碳-14靶件從中核集團旗下中國核電（股票代碼：601985）投資控股的秦山核電重水堆機組中成功抽出，這是我國首次利用核電商用堆批量生產(chǎn)碳-14同位素，中國也從此徹底破解了國內(nèi)碳-14同位素依賴進口的難題，實現(xiàn)碳-14供應全面國產(chǎn)化。
這是中核集團深入學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想，踐行“健康中國”國家戰(zhàn)略，堅持科技創(chuàng)新，積極培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，助力我國核能高質(zhì)量發(fā)展的生動實踐。
碳-14同位素廣泛應用于農(nóng)業(yè)、化學、醫(yī)學、生物學等領域，具有極高的醫(yī)用價值和科研價值，主要應用包括幽門螺桿菌檢測、藥代動力學研究、β射線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等。此前，我國碳-14供應幾乎全部依賴進口，價格昂貴且供應得不到保障，供應緊缺已經(jīng)嚴重制約下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
利用商用重水堆輻照生產(chǎn)碳-14是秦山核電同位素生產(chǎn)基地建設的首個醫(yī)用同位素項目。秦山核電積極履行央企責任擔當，積極踐行“自主創(chuàng)新、融合發(fā)展”的秦山經(jīng)驗，創(chuàng)造性提出“1+1+2+4”發(fā)展思路，明確提出建設“同位素生產(chǎn)基地”，積極帶動同位素應用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，聯(lián)合打造全國最大的同位素生產(chǎn)基地。
由于碳-14同位素生產(chǎn)技術屬于國內(nèi)首創(chuàng)，秦山核電從“零”研發(fā)生產(chǎn)碳-14。秦山核電成立專項項目組，選調(diào)多名技術骨干，深入分析國內(nèi)外最新科技進展和行業(yè)動態(tài)，參加高端研討、對標交流和專項培訓，同時發(fā)揮“整體·協(xié)同”優(yōu)勢，聯(lián)合國內(nèi)多家科研和生產(chǎn)單位開展交流合作，共同研究碳-14同位素國產(chǎn)化方案。
此外，秦山核電成立碳-14生產(chǎn)研發(fā)、堆頂改造專項等黨員突擊隊，充分發(fā)揮黨員先鋒模范作用，克服原材料采購困難、工藝研發(fā)困難、時間緊張等挑戰(zhàn)，確保各項任務按計劃推進。
今兒，碳-14出堆
這個“全面國產(chǎn)化”撬動了什么？
一支吹氣管、一小瓶紫紅色的藥水、一臺占不到半個桌面的儀器、半個小時的時間……借助同位素碳-14，僅僅通過簡單的呼氣，你就可以完成一次確定你的胃是否感染幽門螺桿菌的診斷——這是一項毫不起眼的基礎體檢項目，雖然每年一次，但顯然它都不如抽出的那一管血讓你印象深刻。
然而，就這“一口氣”，我們依賴了進口很多年。
4月20日13時48分，完成輻照的碳-14靶件從中核集團旗下中國核電（股票代碼：601985）投資控股的秦山核電重水堆機組中成功抽出。“這是我國首次實現(xiàn)核電商用堆批量生產(chǎn)碳-14同位素，此后預計我們每年可以生產(chǎn)150居里左右的碳-14同位素，完全可以滿足我國市場需求。”秦山核電總經(jīng)理尚憲和這樣告訴記者。
至此，中國徹底破解了國內(nèi)碳-14同位素依賴進口的難題，實現(xiàn)該同位素的全面國產(chǎn)化。
破壁——
已經(jīng)是凌晨3點，秦山核電3廠二號機組核島堆芯依然燈火通明。從安全殼出入口進入繼續(xù)向上3層，就到達了501平臺。在這里，一項堆頂輻照生產(chǎn)同位素裝置的安裝和調(diào)試工作正在緊張進行。“堆頂輻照同位素生產(chǎn)裝置的安裝對于秦山核電基地同位素生產(chǎn)而言是具有劃時代意義的。有了它，我們就可以在不停堆的狀態(tài)下，源源不斷地生產(chǎn)出很多半衰期短的同位素——大部分的堆照類生產(chǎn)的醫(yī)用同位素都可以生產(chǎn)。該裝置投入使用后，將具備大規(guī)模輻照生產(chǎn)镥-177、釔-90等同位素的能力。”秦山核電專項工程處處長李世生回答記者問題的間隙簽閱了數(shù)張技術圖紙。
此刻，中核集團首席技師何少華已經(jīng)上上下下地忙碌超過了6個小時，厚重的防砸鞋已經(jīng)磨得腳生疼，明黃色防護服里面已經(jīng)浸滿汗水，防護口罩死死地貼在臉上，但他處理著各種技術問題，沒有絲毫停頓，核電廠大修的每一秒都極為珍貴，未來連續(xù)的三天時間，何少華腦子里只有一件事：爭分奪秒。
同一天，正是重水堆研發(fā)科科長孟智良到北京的第三天，懷揣著堆頂輻照同位素生產(chǎn)裝置安裝改進方案，他帶著自己的團隊到上級監(jiān)管部門匯報，爭取更優(yōu)化的設計方案能夠在大修期間及時通過審批，從而有效提升該裝置的性能。從工業(yè)鈷-60的生產(chǎn)、醫(yī)用碳-14的生產(chǎn)到如今的堆頂輻照同位素生產(chǎn)裝置安裝，他跑上海、跑北京、跑包頭……跑得越多，獲得的幫助和支持也就越多，他的信心就更足了。
這是4月19日，秦山核電碳-14正式出堆的前一天。還來不及品嘗成功的喜悅，同位素專項團隊的兩名重要負責人就已奔赴了下一站。
商用堆生產(chǎn)同位素，這一路走來絕非坦途。“不僅要突破技術壁壘，還要突破管理壁壘。”尚憲和告訴記者：“核電廠是一個動力堆，我們主要從事核動力專業(yè)，要跨領域開展同位素生產(chǎn)碳-14，那么要了解用戶需求，碳-14出堆后還要提純、轉化生成產(chǎn)品，產(chǎn)品的應用場景還涉及醫(yī)療領域，應該說，從靶件到核藥這是一個非常長的產(chǎn)業(yè)鏈條，可謂‘萬水千山’；另一方面，眾所周知，我們國家對于反應堆安全高度重視，開展這項工作就要充分評估這項工作對反應堆安全的影響，最終完成安全審批，才能夠取得國家核安全局的輻照許可，這一關也可謂‘千難萬險’。”
在這項工作的技術負責人李世生面前這些“難”是被明確量化的一道又一道坎。他告訴記者：“碳-14項目設計要求靶件破損概率要低于4×10-8。僅以堆頂輻照同位素生產(chǎn)裝置的失效安全驗證這一項為例，我們的反復實驗次數(shù)就高達1200次。”
——為了“健康中國”
繼歷時6年之久攻克工業(yè)鈷-60生產(chǎn)、填補我國該項空白之后，利用商用重水堆輻照生產(chǎn)碳-14是秦山核電同位素生產(chǎn)基地建設的首個醫(yī)用同位素項目。為什么選中碳-14？
“此前，我國碳-14僅僅在實驗堆上生產(chǎn)過幾個居里，規(guī)模化生產(chǎn)完全是白紙一張。”尚憲和介紹，“雖然難度很大，但它的意義更大。”
同位素碳-14的應用不僅僅局限于醫(yī)用，它廣泛應用于農(nóng)業(yè)、化學、醫(yī)學、生物學等領域，具有極高的醫(yī)用價值和科研價值。除了幽門螺桿菌檢測，它還應用于藥代動力學研究、β射線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等。“此前，我國碳-14供應幾乎全部依賴進口，價格昂貴且供應得不到保障，供應緊缺已經(jīng)嚴重制約下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”尚憲和說。
2021年6月國家八部委聯(lián)合發(fā)布了《醫(yī)用同位素中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，對我國建立穩(wěn)定自主的醫(yī)用同位素供應保障體系，加快醫(yī)用同位素及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出具體要求。
實現(xiàn)碳-14醫(yī)用同位素自主供應，事關“健康中國”戰(zhàn)略。“利國、利民、利企。”在尚憲和眼中，這就是他們屢屢選擇“破壁”的原動力。
與目前生產(chǎn)碳-14主要依靠研究堆生產(chǎn)的方式相比，秦山核電重水堆機組堆內(nèi)輻照空間大，長期保持高功率穩(wěn)定運行，可以保證放射性核素的穩(wěn)定供應和安全生產(chǎn)，既不會影響機組發(fā)電能力和安全運行，生產(chǎn)成本也更低。2019年，秦山核電聯(lián)合上海核工院、中核北方等單位歷時5年開展了碳-14同位素自主研發(fā)生產(chǎn)，2022年4月首批碳-14靶件入堆。
自從2022年4月生產(chǎn)碳-14的生產(chǎn)靶件入堆以來，一把核安全的達摩克里斯之劍就時刻懸在了尚憲和的頭頂之上。“677天的運行時間內(nèi)，一旦靶件經(jīng)受不住輻照考研破裂，其內(nèi)部的氮化鋁粉末就會散入堆芯形成異物風險，雖然之前經(jīng)歷了萬千實驗，我是有充足信心的，但不到答案最終揭曉的那一刻，心始終還是懸著。”
4月11日秦山三廠2號機組停堆大修，答案終于水落石出：碳-14生產(chǎn)靶件持續(xù)保持了良好的安全裕量。“這次長達677天的運行周期創(chuàng)造了我國在運核電機組連續(xù)并網(wǎng)運行新紀錄，充分證明了我們反應堆運行能力的成熟，這也是我們開展同位素生產(chǎn)最根本的底氣。”尚憲和此刻笑得無比暢快。當年，作為運行值長親手操作被譽為“中國核電國產(chǎn)化跨越”——秦山二廠1號機組達到臨界，他就是笑得如此暢快；參與秦山二廠擴建工程，3號機組創(chuàng)下53.5個月的調(diào)試紀錄宣布正式投入商運，他也是笑得如此暢快；如今，全面實現(xiàn)碳-14的國產(chǎn)化為“健康中國”建設又撒下一把種子，他同樣笑得如此暢快。
本次碳-14靶件出堆經(jīng)分離提純后將于2024年底開始向市場供貨，產(chǎn)量可充分滿足國內(nèi)需求，這將有力帶動我國同位素應用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，進一步建立健全產(chǎn)學研合作開展商用堆輻照生產(chǎn)同位素的研發(fā)體系，助推和牽引下游醫(yī)療企業(yè)高新型核藥和核醫(yī)療產(chǎn)業(yè)研發(fā)，為國內(nèi)同位素應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力支撐。
2020年，秦山核電明確提出建設了“同位素生產(chǎn)基地”，積極帶動同位素應用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，聯(lián)合打造全國最大的同位素生產(chǎn)基地。尚憲和說：“當年原國務院副總理吳邦國為秦山核電站題詞‘中國核電從這里起步’。直到今天我們始終在踐行‘起步’二字。我國首座30萬千瓦核電站在這里起步，國產(chǎn)的百萬千瓦核電站在這里起步，今天我們商用堆生產(chǎn)同位素也是在這里起步。秦山核電的精神就是不管多難，我們都有勇氣‘起步’。”
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