同位素生产应用现状与前景

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1、同位素生产应用现状与前景李茂良〔中国核动力研究设计院成都同位贵应用研究所，成都610041)摘要:木文简要概述了国内外同位素生产、应用的现状，新的研究应用成果及发展前景，并对我国同位素生产、应用的重点和实现产业化提出了建议.关健词:同位素生产应用产业化1前言核科学技术的应用主要包括核能的应用和同位素及辐射技术的应用，核能技术及其应用受到了国内外的高度重视，它的意义人所共知，目前国际上已有437座核电站在运行，另有约30座核电站在建造，核电已占世界总发电量的17%。但同位素辐射技术的重要性远远未被人们认识，特别是同位素和辐射技术应用的巨大经济效益未被领导阶层和广大公众所认识，1995年4

2、月ill日美国核学会主席AIan.E.Walter在华沙波兰核学会会议的报告中比较了美国核能和同位素辐射技术1991度应用的成就:核能发电年总产值为，30亿美元.解决就业人数为40万，而同位素与辐射技术应用的年总产值为2570亿美元，为核能的3.52倍，占国民生产总值的3.9%，解决就业人数370万元，为核能的，.25倍，两项年产值总和为3300亿美元，约为美国最大企业通用汽车公司的年销售额的3倍.为美国国民生产总值的5%以上，与美国航空工业不相上下。510万就业人数相当于美国全国劳动力的3%以上。核科学技术在美国产生的社会经济效益真让人展惊，相比之下，我国核能应用才刚刚起步，同位素及

3、辐射技术已发展近四十二年，而2000年我国同位素直接年产值才约3.5亿元，加上间接经济效益(按1:10计算)才35亿元，我国辐射技术直接和间接年产值约70亿元，两项总和共105亿元，约为我国国民生产总值的0.118%，与美国同位素与辐射技术相比，按占国民生产总值计算才为美国的三十三分之一，这说明我国同位素辐射技术发展潜力很大。下面着重概述国内外同位素生产、应用的现状，新的研究应用成果及发展前景。2同位素需求增加，生产设施老化，促使探索新的生产途径。同位素应用日益广泛，需求量逐年增加，主要生产设施为核反应堆和加速器，核反应堆主要用于生产U-235裂变产物同位素和中子活化产物同位素(如常用

4、的"Mo,1-1I,"Sr,1-'Cs,60C。等).目前国际上约有300个研究堆在运行，其中近100个堆用作同位素生产，而大多数研究堆是五十年代或六十年代建造的，己运行30-40年。正面临退役，而新建堆不多，国际上同位素供应紧缺，售价上涨。我国现有4个研究堆可用于生产同位素，但生产规模小，也满足不了国内需求，许多同位素依赖进口。因此国际上正采取种种措施满足堆产同位素的需求。加速器主要用于生产缺中子医用同位素(如201TI,’勺、6'Ga、川in等)和少量工业科研用同位素(如’叱d,"Co等)。目前国际上有i1:I1.多台加速器用于生产同位素，其中约50台回旋加速器用于医用同位素生产(

5、我国有3台)，另外约有125台小型回旋加速器生产短寿命同位素C11C,13N,1`O和’BF)供约iii台PET使用.下面重点介绍主要放射性同位素的生产情况和重要发展。2.1裂变产物同位素生产方法的重大突破常规的裂变产物同位素生产是利用研究堆产生的中子辐照铀一35靶件，使铀一235裂变生成各种所需同位素(如"Mo,1311,133Xe,"Sr,13'Cs等)，然后溶解靶件，经过化学分离纯化得到所需同位素，此种方法建堆成本高(如建设一个1OMR的研究堆，一般需1亿美元以上)，而反应堆燃料元件中的中短寿命裂变产物同位素不能被提取利用，铀一235靶件中的铀-235只有极少部分被利用，并产生大

6、量裂变产物放射性废物，对环境影响大。燃料元件和同位素靶件的制备辐照，同位素靶件的切割、化学处理等都增加成本，李茂良:中国核动力研究设计院，大学毕业.研究员，长期从事同位索研制744使同位素生产成本高、售价高。美国是世界上使用裂变产物99Mo〔用于制各99.Te发生器在核医学上作显像用)最多的国家(2000年美国年使用，9Mo达20万Ci，全世界年使用，9Mo达35万CU，全靠从加拿大进口，而加拿大1957年投入运行的NRU反应堆面临退役，建两个功率为lOMm的研究堆(命名为MAPLE-X'S)专门生产”Mo，将投资2亿美元以上，因而生产”Mo的成本增加，售价上涨。美国为了实现99M0的

7、供应国产化，首先提出了利用均匀性溶盐堆(以U02(N03)2溶液为核燃料，命名为医用同位素生产堆，M1PR)大规模生产”Mo的概念设计，并开展了大量建堆和提取"Mo的研究开发S作}q俄罗斯己建成了一座功率为20kW，以U02S04溶液为核燃料的均匀性溶盐堆生产”Mo等中短寿命放射性同位素。中国核动力研究设计院正在设计建造此种类型的反应堆，其主要特点和优点简介如下:以UO2(NO3):为燃料溶液，没有燃料元件，无需燃料元件加工、运输和辐照后的后处