同位素的重要性

发布日期:2020-08-10信息来源:中国核工业科技馆字号:【

两会前,全国政协常委、中国核学会理事长王寿君曾说:“其实,核技术应用的市场需求非常大,是我们跟不上需求。”在核技术应用领域,这种需求的一大代表就是同位素应用。目前,同位素广泛应用于核能、医学、公共安全、环境、工业、农业以及基础科研等各个领域,特别是在医学领域,同位素在恶性肿瘤等重大疾病的诊断和治疗中发挥着越来越重要的作用。

同位素是质子数相同,中子数不同的同一种元素,就像一个家族的兄弟姐妹,比如氢元素就有氕、氘、氚三种同位素,它们化学性质几乎相同,仅在物理性质上有差别。也因为质子数相同,他们在元素周期表中的位置一样,所以叫做同位素。

自然界中许多元素都有同位素,有的是天然存在的,有的是人工制造的,有的有放射性,有的没有放射性。在目前已发现的110多种元素的同位素中,稳定同位素约300种,放射性同位素达1500种以上,且大多数是人工制备的。人工放射性同位素制备大体有三种方法:在核反应堆中生产,用于制备丰中子同位素,简称堆照同位素;用带电粒子加速器制备,多用于贫中子同位素生产,简称加速器同位素;从核燃料后处理料液中分离提取同位素,这种同位素通常称为裂片同位素。

同位素在各行各业都有广泛应用,如利用钴-60发出的射线对害虫的虫卵或成虫进行一定剂量的照射,破坏害虫的生殖机能,既可灭虫又不会产生公害,已被世界多国普遍采用。钴-60还可对一次性医疗用品和卫生用品进行消毒灭菌,具有射线穿透力强、效率高、操作方便等优点,可达到彻底灭菌、无污染、无残留的效果。

放射性碘-131可在工业领域用于辐射检漏。地下输气、输油管道有时会因为腐蚀而穿孔,发生漏气、漏油事故,采用人工挖土来查找漏洞是很麻烦的事情,利用同位素就方便多了。把放射性碘-131通入待检查的封闭系统中,如果有油或者气漏出,碘-131会被漏点附近的土壤所吸附,很容易就可被仪器探测出来,从而快速找到漏洞位置。用这种方法,即使非常微小的焊接砂眼所造成的泄漏,也能检查出来。

既然同位素这么有用,我国的同位素生产情况怎么样呢?

1982年,核工业部成立了中国同位素公司,负责组织同位素生产、供应和进出口贸易。2008年秦山三期钴-60项目通过了国家核安全局的安全评审,2010年约520万居里的钴-60同位素顺利出堆。

2020年,中国核动力研究设计院研制生产的首批国产化堆照锶-89核素正式交付成都中核高通同位素股份有限公司,并经专家验证相关指标达到国际先进水平。这意味着我国在该领域成功打通了生产全流程关键技术,解决了医用同位素严重依赖进口、核心原料卡脖子的困境,正式具备氯化锶供货能力,为国内前列腺癌和乳腺癌骨转移癌患者大幅降低了治疗成本。

同位素技术在提高,产量在扩充,使用范围也融入了我们身边方方面面,随着时间的推移,相信同位素制造水平会不断提升,最终实现完全自给自足,不再受制于人,让我们的生活更加便利,让生活更加健康。