兩會前,全國政協常委、中國核學會理事長王壽君曾說:“其實,核技術應用的市場需求非常大,是我們跟不上需求。”在核技術應用領域,這種需求的一大代表就是同位素應用。目前,同位素廣泛應用于核能、醫學、公共安全、環境、工業、農業以及基礎科研等各個領域,特別是在醫學領域,同位素在惡性腫瘤等重大疾病的診斷和治療中發揮著越來越重要的作用。
同位素是質子數相同,中子數不同的同一種元素,就像一個家族的兄弟姐妹,比如氫元素就有氕、氘、氚三種同位素,它們化學性質幾乎相同,僅在物理性質上有差別。也因為質子數相同,他們在元素周期表中的位置一樣,所以叫做同位素。
自然界中許多元素都有同位素,有的是天然存在的,有的是人工制造的,有的有放射性,有的沒有放射性。在目前已發現的110多種元素的同位素中,穩定同位素約300種,放射性同位素達1500種以上,且大多數是人工制備的。人工放射性同位素制備大體有三種方法:在核反應堆中生產,用于制備豐中子同位素,簡稱堆照同位素;用帶電粒子加速器制備,多用于貧中子同位素生產,簡稱加速器同位素;從核燃料后處理料液中分離提取同位素,這種同位素通常稱為裂片同位素。
同位素在各行各業都有廣泛應用,如利用鈷-60發出的射線對害蟲的蟲卵或成蟲進行一定劑量的照射,破壞害蟲的生殖機能,既可滅蟲又不會產生公害,已被世界多國普遍采用。鈷-60還可對一次性醫療用品和衛生用品進行消毒滅菌,具有射線穿透力強、效率高、操作方便等優點,可達到徹底滅菌、無污染、無殘留的效果。
放射性碘-131可在工業領域用于輻射檢漏。地下輸氣、輸油管道有時會因為腐蝕而穿孔,發生漏氣、漏油事故,采用人工挖土來查找漏洞是很麻煩的事情,利用同位素就方便多了。把放射性碘-131通入待檢查的封閉系統中,如果有油或者氣漏出,碘-131會被漏點附近的土壤所吸附,很容易就可被儀器探測出來,從而快速找到漏洞位置。用這種方法,即使非常微小的焊接砂眼所造成的泄漏,也能檢查出來。
既然同位素這么有用,我國的同位素生產情況怎么樣呢?
1982年,核工業部成立了中國同位素公司,負責組織同位素生產、供應和進出口貿易。2008年秦山三期鈷-60項目通過了國家核安全局的安全評審,2010年約520萬居里的鈷-60同位素順利出堆。
2020年,中國核動力研究設計院研制生產的首批國產化堆照鍶-89核素正式交付成都中核高通同位素股份有限公司,并經專家驗證相關指標達到國際先進水平。這意味著我國在該領域成功打通了生產全流程關鍵技術,解決了醫用同位素嚴重依賴進口、核心原料卡脖子的困境,正式具備氯化鍶供貨能力,為國內前列腺癌和乳腺癌骨轉移癌患者大幅降低了治療成本。
同位素技術在提高,產量在擴充,使用范圍也融入了我們身邊方方面面,隨著時間的推移,相信同位素制造水平會不斷提升,最終實現完全自給自足,不再受制于人,讓我們的生活更加便利,讓生活更加健康。