又传来一个好消息,我国正式开启碳-14批量自主化生产的道路。那么这个碳-14到底是干什么呢?跟我们普通人又有什么关系?今天我们就来聊聊这个话题。
4月26日,全球首批商用堆碳-14辐照生产靶件,在中核集团秦山核电三厂2号重水堆机组入堆,开始使用商用堆生产碳-14同位素,这在全世界来说还是首次。
那么到底什么是碳14呢?它又能做什么呢?首先,碳在自然界中很常见,比如石墨、钻石、铅笔芯等等都是碳,但是他们是碳-12。而除了碳-12,还有一些同位素,例如碳-11、碳-13和碳-14。
他们之间的区别在于中子数不同,例如碳12中有6个中子,碳14中有8个中子,这也决定了碳-12相对比较稳定,而碳-14因为含有的中子数过多,导致原子核不稳定,从而产生了放射性,正是这种放射性,才让碳14有了巨大的价值。
因为有放射性就可以被检测出来,所以碳14就可以作为标记物,广泛应用于农业、化学、医学、生物学等领域。例如,在农药中加入碳-14,后期通过检测农作物上碳-14的含量,来判断出农药的残留量。再例如,碳-14可以用做幽门螺杆菌的检测,将碳-14做成胶囊,口服以后,进行呼气检测,检测呼气中的碳-14的含量,这样就可以判断我们体内是否含有幽门螺杆菌。
不过大家不用担心,虽然碳14有放射性,但是我国对碳-14的使用有着非常严格的标准,在使用过程中的辐射剂量通常很小,不会对人体造成影响。例如刚才我们提到的碳-14幽门螺杆菌检测,做一次的辐射剂量要远远小于吸一根烟所带来的辐射剂量。
总之,碳14在科学研究以及民用等领域,可以发挥出巨大的作用。
但是,目前我国的碳-14全部依赖进口,价格贵不说,而且供应量还得不到保障,严重地影响了我国各个行业的发展速度。所以,碳-14必须尽快实现国产化替代。
那么为什么核电机组可以生产碳-14呢?而且还是商用的?此次入堆的堆碳-14辐照生产靶件,是科研人员专门研制的含有氮元素的靶件。氮元素的原子中有7个质子,7个中子。氮在反应堆中发生核反应,会吸收一个中子,释放一个质子。形成一个有6个质子,8个中子的新元素,也是碳-14。
当核电机组运行时,堆芯内会产生大量的中子,这样碳-14就可以持续的产生。并且商用核电机组可以保持长期的高功率稳定运行,是生产碳14的最好选择。
此次碳-14靶件入堆辐照,标志着我国碳-14的生产正式地开启了自主化道路,并且其产量可以完全满足国内需求,彻底解决我国碳-14供给严重短缺的问题。并且碳14国产化以后,其价格会大幅降低,将有助于各个产业的快速发展。
目前,虽然碳-14的国内产值规模只有4000万/年左右,但其带动上下游产业链的总产值规模可以达到20个亿,商业价值巨大。
预计国产碳14将于2024年开始向市场供货,助推科研领域的持续发展。
总之,随着我国碳-14批量自主化生产的正式启动,在探索利用商用反应堆来进行同位素生产的这条道路上,中国走出了坚实的一步,同时也走在了世界的前列。




















