一问到底丨“碳-14”国产化批量生产 “碳-14”究竟是个啥？

据了解，目前我国“碳-14”的供应全部依赖进口，价格贵，而且供应得不到保障。此次秦山核电启动“碳-14”批量化生产，产量将完全满足国内需求，彻底解决我国“碳-14”自主供给严重短缺的问题，同时还将有力带动我国同位素应用产业链的发展。

中核集团中国同辐总经理 王锁会：“碳-14”目前国内的产值规模在4000万每年，带动的上下游产业链的总产值规模达到了20个亿。（“碳-14”）国产化以后大幅降低费用，对于促进产业的发展，将会起到一个非常好的保驾护航的作用。

中核集团秦山核电负责人 黄潜：“碳-14”在商用堆进行生产，在国内乃至世界上都还是首次，也探索出了一条利用商用反应堆来进行医用同位素生产的新途径。

“碳-14”究竟是个啥？

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呢？既然不明白，咱们就来一问到底。先来看看，“碳-14”究竟是个啥呢？

自然界中存在的碳，比如常见的石墨、钻石、铅笔芯等，这些都是“碳-12”，除此以外它还有一些同位素“兄弟”，比方说“碳-11”“碳-13”以及“碳-14”，区别就在于它们的原子核里都有6个质子，而中子数却不同，例如“碳-14”有8个中子。而“碳-13”则有7个中子，“碳-12”有6个中子，而“碳-11”只有5个中子。它们的化学性质相同，但原子核特性不同，比如“碳-12”很稳定，而“碳-14”则具有放射性。

“碳-14”能用来干点啥？

说白了“碳-14”就是一种放射性同位素，那既然要想办法批量生产它，就说明它很有用。这“碳-14”究竟能用来干点啥呢？

中核集团秦山核电高级工程师 孟智良：“碳-14”主要是通过人工产生，“碳-14”因为是原子核中的中子过多，导致原子核不稳定，从而产生了放射性，我们正是利用这种放射性进行标记和检测，比如检测幽门螺杆菌和开展药（物）代（谢）动力学研究。

“碳-14”由于具有放射性，可以被检测出来，所以常常作为标记物，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。此外“碳-14”在医学领域用途也很广泛，比如检测幽门螺杆菌。目前我国每年的幽门螺杆菌检测需求超过3000万人次，利用“碳-14”可有效进行幽门螺杆菌的诊断与追踪。

中核北方碳-14课题项目组负责人 蔡振方：比如作为幽门螺杆菌的检测，它是将“碳-14”做成胶囊。我们吃入后，然后进行呼气检测，呼气检测就可以检测它其中的“碳-14”的含量，以此来判断我们体内是否含有幽门螺杆菌。

“碳-14”具有放射性 会对人体有害吗？

“碳-14”具有放射性，那用它来检测幽门螺杆菌或加入农药之中，会不会对我们人体有害呢？

专家介绍，我国对于“碳-14”有着非常严格的使用标准，以“碳-14”呼吸检测为例，辐射剂量非常小，不会对人体造成影响。

中核海得威研发总监 李国威：我们做一次“碳-14”呼吸检测所造成的辐射剂量是远远小于吸一根烟所造成的辐射剂量的。同时，它大约等于坐半个小时的飞机，大约等于吃12根到14根的香蕉所造成的辐射剂量。

“碳-14”是如何生产出来的？

“碳-14”既用途广泛，使用得当又不会对人产生不良影响。那它究竟是怎么被生产出来的？我国又为何要用商用核电机组来生产“碳-14”呢？

此次装入核电机组堆芯的材料，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，这就是“碳-14”。

中核集团秦山核电正高级工程师 樊申：当核电机组运行时，堆芯内会产生大量的中子，我们把含有氮元素的靶件放在堆芯里，这时靶件中的氮原子会与中子发生核反应，“碳-14”就可以持续产生。

此次用于生产“碳-14”的核电机组是秦山核电基地的重水堆核电机组。目前我国在运的大部分核电机组是压水堆机组，比如华龙一号。由于独特的设计特点和堆芯结构，重水堆在生产同位素方面具有独特优势。

中核集团秦山核电正高级工程师 樊申：秦山核电重水堆机组中子通量高，简单说就是中子特别多，与一般的压水堆相比是压水堆的5到6倍，这样辐照相同的时间，产量大概也是压水堆的5到6倍。

此前，我国曾采用过用于实验研究的小型反应堆来生产“碳-14”，但是由于产量小，生产不连续，无法形成稳定的供应。而此次使用商用核电机组，可以长期保持高功率稳定运行，连续稳定地生产“碳-14”。

中核集团秦山核电正高级工程师 樊申：我们的机组每两年停堆维护一次，“碳-14”的辐照生产周期也是两年。这一次停堆维护的时候，我们把靶件放入堆芯，下一次停堆维护的时候，我们把辐照后的靶件卸出堆芯。这个过程不会影响机组的安全发电，不会影响反应堆的安全稳定运行。