全球功率最高溶液型医用同位素堆四川开建！为何建、凭何建、有何优势？

川观新闻记者 宁宁

1月30日，记者从成都出发，约2个小时车程到达目的地——中国核动力研究设计院（简称核动力院）医用同位素堆建设现场。一下车，一个巨大的“土坑”映入眼帘，忙碌的身影在现场穿梭。上午9时许，随着一声令下，这个全球功率最高的溶液型医用同位素生产堆在四川正式开建。

这个全球级的“堆”为什么建、凭什么建，建成后又有哪些作用和优势？

建设现场

为何建？

国际供应难、国内需求剧增，建设势在必行

元素周期表中，处于同一位，质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子被称为“同位素”。其中，会自发放出射线的就是“放射性同位素”，应用在医学上的“放射性同位素”则被称为“医用同位素”。

据介绍，医用同位素是核医学诊疗的基础，广泛应用于对各重大疾病的诊断治疗上。但一直以来，我国医用同位素绝大部分依赖进口。

当前，为何要自己新建反应堆？“这是基于外部和内部原因。”核动力院党委书记王丛林说。

先看外部。当前国际市场面临着供应难题，以加拿大、荷兰、比利时、法国等国的少数几个医用研究堆为例，不仅多数已超期服役，还面临着维护成本高、废物难解、安全风险等系列问题，预计将在2025年前后陆续关闭。

再看自身。我国医用同位素研发目前主要依靠工程研究堆，但由于这些工程研究堆还肩负着其他任务，生产医用同位素的能力十分有限，导致钼-99、碘-125、镥-177等用量大的医用同位素全部依赖进口，碳-14、碘-131等少部分同位素虽然实现了国产化，但无法满足国内市场需求。“医用同位素及其化合物的市场需求量每年以25%—30%的幅度增长，反应堆极其有限的生产规模无力满足持续增长的市场需求。”王丛林说。

为满足需求，直接从国外采购不失为办法之一。“这看似节省了研发时间和资金，但产品价格昂贵、无法保证按时供给等弊病也暴露无遗，严重阻碍了核医学事业的发展。”王丛林说，尤其是这几年国内医用同位素市场需求问题进一步突显，医用同位素国产化急需实现规模性突破，因此新建医用同位素堆势在必行。

医用同位素堆建成效果图

凭何建？

底气来自“软硬”能力兼具

“我们的目标是要打破同位素药物受制于人的局面，形成完整的产业链，在产业规模和技术水平上赶超国外。”核动力院院长姚刚说。

目标在前，底气从何而来？

“硬件”方面，医用同位素生产方式分为反应堆、加速器、同位素发生器三种。其中，80%以上的医用同位素由反应堆辐照产生。

“我们拥有着丰富的堆照资源。”姚刚说，上世纪建成的高通量堆和岷江堆目前均处于运行状态，尤其是岷江堆具有运行时间灵活、燃料元件和辐照孔道充足、堆固有安全性高等明显优势，非常适合同位素长期稳定生产。“‘两堆生产、两堆研发’，一定程度解决了辐照资源极度紧张，带来的核动力技术发展制约问题。”

同时，核动力院还具备国内最完整的热室和检验分析、分离提取、三废处理等同位素研发配套设施，配套建有亚洲最大的热室和半热室群，配备靶件制备装置、靶件检验装置等医用同位素研发生产必要的平台。

医用同位素提取装置

姚刚介绍，核动力院依托同位素及药物国家工程研究中心，积极打造核技术产业园，建设约1万平方米的同位素生产厂房和设施，具备堆产放射性医用同位素批量生产能力，8条生产线设备计划年内即将投产。“项目设计产能为3万居里碘-125、1万居里镥-177等8种国内市场急需的医用同位素，将为建立医用同位素自主保障体系发挥重要作用。”

作为以硝酸铀酰为燃料的溶液型医用同位素生产堆，该堆具有创新性强、设计难度大等特点，项目攻关过程中还取得了硝酸铀酰燃料反应堆设计技术等诸多创新，不仅填补了国内空白，还具有国际先进水平。“过程中我们克服了重重困难探新路，这也为以后开发反应堆提供了经验和指导。”核动力院医用同位素研发技术负责人张劲松说。

“软件”方面，在当前碘-125的研制中，国内外普遍采用间歇回路法。“我们创新采用了连续循环回路法。”张劲松说，使用这种新技术生产的产品医疗效果更好，副作用更小。

近年来，核动力院先后启动了医疗上常用的10余种同位素的创新研发，包括碳-14、磷-32、锶-89、碘-125、碘-131、镥-177、新型钼锝（99Mo-99mTc）发生器等。其中，前5种单项同位素均已攻克技术难关，取得辐射安全甲级资质，具备工程转化条件，随时可进行生产。

碳-14样品

有何优势？

安全性更好、成本更低、运行更灵活

据介绍，该医用同位素堆建设周期为42个月，预计2027年建成投产后，将实现年产10万居里的钼-99，2万居里的碘-131，超过了目前国内的需求量，并带动下游产业集群发展。

该医用同位素堆项目总设计师李庆说，这不仅能使国内医用同位素药品价格降下来，让更多的人用得上、用得起，还能使我国从进口国扭转为出口国，为抢滩国际市场创造了有利条件。

具体有何优势？

譬如，安全性更好。李庆说，该医用同位素堆以硝酸铀酰水溶液作为燃料，同时硝酸铀酰水溶液也是生产同位素的靶料。相较常规反应堆，这一固有特性决定了其在核安全和环境保护领域更具先天优势。“该堆参数低，功率也低，所以安全性也更好。”

成本也更低。该堆的建堆成本是普通堆的三分之一，燃料消耗量仅为现有技术的千分之四。据介绍，这是因为核燃料本身很贵，但医用同位素可以在高通量堆做其他实验的时候“搭顺风车”进行生产，从而实现降低成本。

运行方式还更灵活。原先，医用同位素主要通过“固体靶”生产，这意味着必须要顺着反应堆的运行走，不能左右运行安排。“但这个医用同位素堆是个专用生产堆，想让它运行几天它就运行几天，可以按照市场需求来生产药品，安排反应堆的运行时间。”李庆说。

随着该医用同位素堆建成投用，核动力院计划实行“三步走”：初期致力于解决部分国内紧缺同位素及药物需求；中期能基本满足国内需求，实现数种新型医用同位素国产化；长期则要达到国际领先，彻底解决国内医用同位素紧缺和核医学发展“卡脖子”问题，成为全球医用同位素及药物的重要供应基地，减少疾患痛苦，造福人民群众。

核动力院供图

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