界面新聞記者 | 戴晶晶
中國在核同位素研究領域取得重大突破。
10月25日,中核集團官微發布消息稱,近日,中核集團核理化院通過自主研發首次獲得公斤級豐度99%鉬-100同位素。這是中國首次實現鉬同位素關鍵材料自主化供應的重大突破,改變了長期以來鉬同位素完全依賴進口的局面。
這也標志著中國在高豐度穩定同位素研究領域達到了全球領先水平,成為全球極少數可以批量獲得鉬同位素的國家。
鉬(Mo)是一種過渡金屬元素,通常以氧化態存在于礦物質中。鉬單質為銀白色金屬,熔點在所有元素中排名第六。鉬同位素在核醫學、基礎物理、先進核燃料等研究領域有著廣泛的應用前景。
同位素是指處于元素周期表同一位的質子數相同、中子數不同的同一元素的不同原子。鉬目前有33種已知的同位素,原子質量從83-115不等。
本次中核集團核理化院獲得的公斤級豐度99%鉬-100同位素,將主要應用在核醫學和基礎物理領域。
在核醫學領域,高豐度鉬-98和鉬-100同位素是生產放射性同位素鉬-99的前置核素,鉬-99進一步衰變生成锝-99m,是目前核醫學中應用最為廣泛的診斷用放射性核素。
在基礎物理領域,高豐度鉬-100同位素應用于無中微子雙β衰變實驗,該實驗研究是當前國際粒子物理與核物理研究的重要前沿課題,對探究中微子基礎性質、揭示宇宙演化過程具有重要意義。
除了鉬-100,貧化鉬-95因熔點比主流核燃料包殼材料—鋯高出760℃,可以制造更耐高溫的核燃料組件,大幅提升核燃料組件的安全性能。
長期以來,中國鉬同位素材料面臨依賴進口和供應不足的難題。
以鉬-99為例,該同位素可以通過反應堆輻照制備和電子加速器制備,其中前者為傳統制備方法。
據中核戰略規劃研究總院2022年統計,目前全球幾乎所有的鉬-99均由四家供應商生產,分別為澳大利亞核科學與技術組織、南非NTP放射性核素公司、荷蘭Curium公司和比利時放射性元素研究所。
此外,美國北極星醫用放射性同位素公司從2018年開始利用密蘇里大學研究堆通過中子俘獲技術生成鉬-99,成為近30年來美國第一家鉬-99生產商。
據《醫用同位素中長期發展規劃》統計,中國常用鉬-99等八種醫用同位素,需求量以每年5%-30%的速度快速增長。
5月,中核集團黨組成員、副總經理申彥鋒在2023年核技術應用產業國際大會上指出,在同位素及制品領域,中國目前可用于醫用同位素生產制備的研究堆共有五座,中核集團擁有其中四座。