界面新闻记者 | 戴晶晶
中国在核同位素研究领域取得重大突破。
10月25日,中核集团官微发布消息称,近日,中核集团核理化院通过自主研发首次获得公斤级丰度99%钼-100同位素。这是中国首次实现钼同位素关键材料自主化供应的重大突破,改变了长期以来钼同位素完全依赖进口的局面。
这也标志着中国在高丰度稳定同位素研究领域达到了全球领先水平,成为全球极少数可以批量获得钼同位素的国家。
钼(Mo)是一种过渡金属元素,通常以氧化态存在于矿物质中。钼单质为银白色金属,熔点在所有元素中排名第六。钼同位素在核医学、基础物理、先进核燃料等研究领域有着广泛的应用前景。
同位素是指处于元素周期表同一位的质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子。钼目前有33种已知的同位素,原子质量从83-115不等。
本次中核集团核理化院获得的公斤级丰度99%钼-100同位素,将主要应用在核医学和基础物理领域。
在核医学领域,高丰度钼-98和钼-100同位素是生产放射性同位素钼-99的前置核素,钼-99进一步衰变生成锝-99m,是目前核医学中应用最为广泛的诊断用放射性核素。
在基础物理领域,高丰度钼-100同位素应用于无中微子双β衰变实验,该实验研究是当前国际粒子物理与核物理研究的重要前沿课题,对探究中微子基础性质、揭示宇宙演化过程具有重要意义。
除了钼-100,贫化钼-95因熔点比主流核燃料包壳材料—锆高出760℃,可以制造更耐高温的核燃料组件,大幅提升核燃料组件的安全性能。
长期以来,中国钼同位素材料面临依赖进口和供应不足的难题。
以钼-99为例,该同位素可以通过反应堆辐照制备和电子加速器制备,其中前者为传统制备方法。
据中核战略规划研究总院2022年统计,目前全球几乎所有的钼-99均由四家供应商生产,分别为澳大利亚核科学与技术组织、南非NTP放射性核素公司、荷兰Curium公司和比利时放射性元素研究所。
此外,美国北极星医用放射性同位素公司从2018年开始利用密苏里大学研究堆通过中子俘获技术生成钼-99,成为近30年来美国第一家钼-99生产商。
据《医用同位素中长期发展规划》统计,中国常用钼-99等八种医用同位素,需求量以每年5%-30%的速度快速增长。
5月,中核集团党组成员、副总经理申彦锋在2023年核技术应用产业国际大会上指出,在同位素及制品领域,中国目前可用于医用同位素生产制备的研究堆共有五座,中核集团拥有其中四座。
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