多领域应用注入核能力量
前不久,全球首批商用堆碳-14辐照生产靶件,在中核集团旗下中国核电控股的秦山核电三厂2号重水堆机组入堆,开始商用堆生产碳-14同位素,预计将在2024年开始向市场供货,产量可满足国内需求 。这是核能综合利用的又一重要突破 。
什么是碳-14?它可以用来干什么?和我们的生活又有什么关系?原来,自然界中存在的碳,比如常见的石墨、钻石、铅笔芯等,都是碳-12 。此外,它还有一些同位素“兄弟”,比如碳-11、碳-13以及碳-14,它们的原子核里都有6个质子,而中子数却不同 。碳-12很稳定,碳-14则具有放射性 。
“利用碳-14的放射性进行标记和检测,可以检测幽门螺杆菌、开展药物代谢动力学研究 。”中核集团秦山核电高级工程师孟智良介绍,碳-14常常被用作标记物,广泛应用于农业、化学、医学、生物学等领域 。比如在农药中加入碳-14,后期通过检测农作物上碳-14的含量,就可以判断出农药的残留量 。
中核集团秦山核电正高级工程师樊申介绍,此前,中国曾采用过用于实验研究的小型反应堆来生产碳-14,但是产量小,生产不连续,无法形成稳定的供应 。此次使用商用核电机组,可以长期保持高功率稳定运行,连续生产碳-14 。
“就拿幽门螺杆菌的诊断与追踪来说,目前我国每年的幽门螺杆菌检测需求超过3000万人次,市场不容小觑 。”于开治表示,中核集团在医用同位素生产方面取得的重大突破,将有效解决和缓解国内碳-14同位素供给问题,为建立稳定自主的医用同位素供应保障体系、提升人民健康水平作出新的贡献 。
除了充分利用现有核电机组开展核能综合利用外,中核集团还通过科技创新,积极研发先进核能系统,拓展更多核能综合利用的新场景 。例如,2021年7月13日,中核集团海南昌江多用途模块式小型堆科技示范工程正式开工建设,成为全球首个开工的陆上商用模块化小型堆 。
于开治介绍,“玲龙一号”(ACP100)技术,是中核集团通过10余年自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆堆型,特点是小型化、模块化、一体化、非能动,可以作为清洁的分布式能源,在供电的同时可满足海水淡化、区域供暖、工业供热(冷)等多个领域应用需求 。
在中国核学会理事长王寿君看来,核能既具有可再生能源的零碳排放特性,又延续了化石能源不间断稳定服役的特点,贴合大宗制造工艺的能源需求,应充分发挥大型压水堆、高温气冷堆、模块化小堆、低温供热堆等各自优势,紧密结合用户侧综合能源消费需求,建立集供电、居民供暖、工业供汽、制氢、海水淡化、同位素生产等为一体的多能互补、多能联供的区域综合能源系统,为未来中国绿色低碳发展注入核能力量 。(采访人员 叶子)
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