国内首试！核医学废液实现“自产自销”

　　你是否曾好奇过，医院核医学科为病人诊疗使用的放射性核素（也称医用同位素）经历了怎样的“生死轮回”？80%以上的核素由反应堆辐照产生，使用过程中会产生极短寿命的放射性废物，分为固体废物、废液和气载废物，简称“放射性三废”。至于结局，就是要安全处理与管控，尤其是核医学废液。这是核医疗领域面临的重要挑战，不仅关乎医疗安全，更是对自然和社会负责。

　　近日，核医疗废物处理装置“上新”。科技厅“揭榜挂帅”项目，由中国核动力研究设计院（以下简称“核动力院”）牵头研制的核医学废液处理装置，完成国内首次净化处理性能的现场热态验证试验。试验成功标志着核医学废液处理装置的技术路线具备可行性，为装置的进一步推广应用奠定了坚实基础。

试验：实现核医学废液“自产自销”

　　说到“上新”，这是相对于传统方法来说的。传统方法中，核医学废液被集中收储在专用的储存池或储存容器内，储存衰变180天后，进行辐射水平检测，达到国家相关标准后就可以按普通工业废物处理了。核动力院一所副所长杜德福说，简单来说，医院至少要修建两个衰变池，交替储存放射性废液，等待废液先后衰变后再排放，以时间换取空间。

　　这样一来，不可避免会遇到“池子装满，不够用”等情况。对此，医院只能暂缓接收病人。“当下，核医疗蓬勃发展，对医院接收病人数量提出了更高要求。”杜德福说，此外，若发生地震、台风等自然灾害，或将对衰变池造成影响。

　　相比传统方法，此次“上新”的核医学废液处理装置可以实现核医学废液的即时净化处理，也就是“自产自销”。核动力院核废物减容领域科技带头人林力介绍，此次热态试验采用华西天府医院核医学废液为原料，最终检测数据显示，总体净化系数达到104以上，处理后的净化流出物完全满足法规标准的排放要求，“也就是可以直接排放，极大缩短了传统衰变贮存方式的处理时间，提升处理效率，体现出该技术的经济性与高效性，走在全国前列。”

　　除了时间上，该装置还有空间上的优势。传统的衰变池容积几十到数百立方米，占地空间大。该装置多模块并联，占地约一个标准集装箱，建设空间更小。“它适用的废液种类也更广，也增加了固有安全性，可以满足核医学行业废液处理量增大、废液种类增多的净化需求。”林力说。

　　就成本来说，该装置相比传统衰变池建设具有优势，不过投运后的运行维护，会带动成本略微上升。

研发：先行攻克两大难题

　　“我们本身生产核素，本着对核素负责的态度进行溯源，要搞清楚它去哪儿了。”回忆起新技术研发之初，杜德福认为大家的初衷很朴素，就是凭借着职业本能去思考更多可能性。当时，国内对于新技术研究还是一片空白。

　　2021年，国家八部委发布了首个国家级医用同位素中长期发展规划。这是我国发布的首个针对核技术在医疗卫生应用领域的纲领性文件。杜德福等人敏锐地看到了未来核医疗蓬勃发展将带来的需求和机会。

　　2022年，核医学废液处理装置研发项目在核动力院内部立项，挑战不小。“我们以前一直在反应堆上干，也不曾与医院打过交道，这一项目跨专业、跨行业，着实很艰难。”杜德福说，依靠40余年来积累的技术和经验，大家先摸索着干起来。

　　若对新技术进行拆解，原理不算复杂，类似于饮水机过滤，对核医学废液进行一层层净化。但一大难点在于，废液中不少化学组分混进了核素，导致废液成分较为复杂，同时新核素也在不断投入使用。“核心在于选择什么技术和工艺组合，才能最有效地处理废液。”林力说，一旦捅破材料选型这道难关，很多问题迎刃而解。

　　然而，市面上有几百种材料，选到合适的难度极大。以核素碘-131为例，碘化钠的分子半径小，很容易透过过滤膜“逃跑”，研究团队深入探究了核素净化机制，先后使用活性炭等材料进行“拦截”。“技术团队经过多轮试验验证终于攻克这一难题。”林力说。

　　技术适用性是又一大难点。林力解释，大、中、小医院的核素用量和种类不同，因此对工艺提出了高要求，需要进行模块化组合，随意灵活搭配使用来破解这一难题，“未来还要将其集成起来使用。”

　　当前，研究团队优化技术的同时也瞄准产业化，与成都市双流区企业开展合作，由企业负责生产和销售。“目前，有三四家省内外医院提出了需求。”杜德福说，接下来还将聚焦产品工业化设计和模块化，与企业共同成立团队来突破一系列难关，比如让用户操作更简单、自动化程度更高做到无人值守，进一步提升效率和安全性，“届时该装置还可以向前端‘逆行’，延伸到企业端，使用范围更广。”

　　业内人士表示，核医学废弃物尤其是废液的安全处理与管控，对核医疗全产业链高质量发展具有十分关键的作用。随着产业整体发展，未来核医学废液处理的市场规模将达到几千万甚至上亿元，潜力极大，或将引来多个产品共同竞逐这一新赛道。