柯國土 呂征

核技術(shù)應用作為核工業(yè)里的“輕工業(yè)”被廣泛應用于社會經(jīng)濟的各個領域。國際原子能機構(gòu)（IAEA）在其2009年的核技術(shù)評價報告中指出，“核技術(shù)是正在為全世界的社會經(jīng)濟發(fā)展作出寶貴貢獻的領域……就其應用的廣度而言，只有現(xiàn)代電子學和信息技術(shù)才能與之相提并論?！?/p>

據(jù)不完全統(tǒng)計，美、日等發(fā)達國家的核技術(shù)產(chǎn)值占GDP的3%～4%左右，其中美國2010年僅同位素與輻射技術(shù)的產(chǎn)值就超過6000億美元。而我國2010年末的核技術(shù)應用產(chǎn)值僅為1000億人民幣左右，這既體現(xiàn)了我國核技術(shù)應用產(chǎn)業(yè)與發(fā)達國家的差距之大，又反映了我國市場發(fā)展空間之高。面對技術(shù)相對落后的挑戰(zhàn)與無限美好的前景，中國原子能科學研究院反應堆工程研究設計所（簡稱“堆工所”）在“十二五”期間充分發(fā)揮基礎雄厚、專業(yè)齊全的優(yōu)勢，銳意進取、厚積薄發(fā)，在核技術(shù)研究與應用中取得了一系列令人矚目的成果，為推動我國核技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻。

CARR應用平臺——雛鳳清于老鳳聲

反應堆是核技術(shù)研究與應用的重要平臺，作為我國堆工領域排頭兵的堆工所運營著多座研究型反應堆，是我國核技術(shù)應用研究的發(fā)祥地。進入21世紀，針對101重水堆和49-2輕水堆老化嚴重、超期服役的問題，堆工所及時啟動了新型先進研究堆的設計與建造工作，于2012年成功建成了我國首個反中子阱型反應堆——中國先進研究堆（CARR）。

CARR是一座安全可靠、高技術(shù)性能、多用途的研究堆，核功率60MW，其主要性能指標達到世界前列、亞洲第一的水平。CARR為100%自主設計、建造和調(diào)試，在國內(nèi)研究堆領域首次研制應用了多項新技術(shù)，獲國家發(fā)明專利37項、實用新型專利32項，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。作為我國新世紀重要的核科學研究與核技術(shù)應用平臺，CARR安裝了26根垂直孔道和9根水平孔道，可同時滿足放射性同位素及中子嬗變單晶硅、寶石、珍珠輻照改色研發(fā)、中子散射實驗、中子活化分析、中子照相等核技術(shù)研究應用需求，試運行以來陸續(xù)開展了輻照生產(chǎn)、中子散射等應用研究，在大幅提升產(chǎn)能和品質(zhì)的同時極大地拓展了應用領域。其中特別值得一提的是，CARR作為我國最重要的人工放射性同位素生產(chǎn)平臺之一，具備輻照生產(chǎn)近百種放射性同位素的能力，可提供“不是黃金勝似黃金”的各類放射性同位素產(chǎn)品，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟價值和良好的社會效益。

CARR優(yōu)異的性能指標也引起了國際核技術(shù)業(yè)界的高度關注，多家國外研究機構(gòu)及公司表達了與CARR合作開展核技術(shù)研發(fā)的意愿，目前已建成中德聯(lián)合中子散射實驗室?？梢灶A見，CARR平臺必將在我國乃至世界核技術(shù)研究與應用領域里譜寫出新的華彩篇章！

鈷-60國產(chǎn)化——鐵騎突出刀槍鳴

以鈷-60放射源產(chǎn)生的伽馬射線進行輻照加工是核技術(shù)最重要的應用之一，已廣泛應用于輻射化工、醫(yī)療用品消毒、輻照食品、環(huán)境治理和新材料研發(fā)等國計民生領域。近10年來，在我國經(jīng)濟穩(wěn)定高速增長的大好形勢下，輻照加工行業(yè)年均增長率超過15%，預計未來幾年的市場需求將超過目前數(shù)倍以上，逐步成長為國家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平提高的新支點。但是長期以來國內(nèi)使用的強鈷-60源完全依賴進口，年進口量超過數(shù)百萬居里，嚴重制約了行業(yè)的健康快速發(fā)展。

面對國際壟斷和國內(nèi)工藝的相對滯后，堆工所迎難而上，在發(fā)改委批復的第一批民用非動力核技術(shù)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項計劃支持下，聯(lián)合中國同位素有限公司、秦山核電等單位開展了鈷-60國產(chǎn)化技術(shù)研發(fā)工作。2010年建成國內(nèi)首座鈷-60放射源生產(chǎn)線，配備3個屏蔽能力為10萬居里的熱室和2個貯存能力為1000萬居里的水池，攻克了鈷-60源生產(chǎn)中鈷棒束解體、鈷源封裝、焊接、檢漏、去污和標定等核心技術(shù)，成功研制出了CN-101型工業(yè)輻照用鈷-60源，首批國產(chǎn)鈷-60放射源于2010年10月成功下線并投放市場，填補了國內(nèi)空白，一舉扭轉(zhuǎn)了強鈷源完全依賴進口的被動局面。國產(chǎn)鈷-60放射源安全使用期限超過15年，各項技術(shù)指標達到或超過國際同類產(chǎn)品水平。目前年生產(chǎn)能力已達到1400萬居里，滿足國內(nèi)市場需求的同時也將成為國際市場的“黑馬”，吹響“中國制造”進軍世界鈷-60放射源市場的號角！

中子管研發(fā)——小荷才露尖尖角

與連續(xù)發(fā)射伽馬射線的鈷-60源不同，中子管是一種只有通電才能發(fā)射中子的II類射線裝置的核心元器件，其特點是發(fā)出的中子是斷續(xù)可控的。中子管廣泛應用于石油測井、煤質(zhì)分析、集裝箱檢測、爆炸物及毒品檢測、核材料和核武器識別及中子照相和輻照養(yǎng)殖等領域，是一種安全、便捷的中子源。由于其所使用材料的特殊性，國內(nèi)僅兩到三家單位開展過相關的研制工作，但是研制出的中子管均不同程度地存在壽命短、性能不穩(wěn)定等問題。而從國外進口，一方面價格非常昂貴，另一方面還有可能受到核材料管制的約束。

堆工所在完成國家科研任務的同時，一直非常重視科研成果的孵育和轉(zhuǎn)化。“十二五”初期，堆工所敏銳地捕捉到了中子管市場的需求，立即自籌資金，組織科研人員開始中子管產(chǎn)品的研制。利用多年處理核材料形成的雄厚技術(shù)實力和資源儲備，在短短的兩年內(nèi)連續(xù)攻克了高真空密封、氘氚充裝、焊接與絕緣等關鍵工藝，成功研制出了SNT-DT25和SNT-DT50兩種型號的中子管。這兩型中子管體積小、性能穩(wěn)定，中子產(chǎn)額可達5×108n/s，壽命大于300小時，技術(shù)指標接近國外同類產(chǎn)品，但價格僅為國外產(chǎn)品的1/2左右。中子管研制成功的消息一經(jīng)報道，立刻引起了國內(nèi)客戶的高度關注。目前堆工所正在進一步開展工藝優(yōu)化和產(chǎn)品型譜化工作，力爭在短期內(nèi)全面滿足國內(nèi)市場需求，為我國百花齊放的核技術(shù)產(chǎn)業(yè)再添一朵怒放的奇葩！

醫(yī)院中子照射器——映日荷花別樣紅

堆工所于上世紀80年代自主設計建造的微型中子源反應堆（簡稱微堆）是一種安全、高效、簡便與經(jīng)濟的核分析工具，可供城市醫(yī)院、大學及研究機構(gòu)開展中子活化分析、短壽命同位素生產(chǎn)、儀器儀表考驗和教學培訓。微堆具有良好的固有安全性，僅需一個操縱員即可在2分鐘內(nèi)啟動反應堆并使之達到滿功率運行，為各種應用提供穩(wěn)定的中子束流。由于其系統(tǒng)設備簡單可靠、操作方便、壽命長、建造和運行費用低，深受國內(nèi)外客戶的歡迎，堆工所先后為國內(nèi)外用戶建造了8座商用微堆，截止目前已經(jīng)累計安全運行超過150堆年。

本世紀初，中國工程院周永茂院士結(jié)合國外核醫(yī)學發(fā)展動態(tài)，根據(jù)微堆的優(yōu)良特性，創(chuàng)造性地提出了將微堆低濃化后建造醫(yī)院中子照射器，用于硼中子俘獲治療腫瘤（BNCT）的設想。與傳統(tǒng)的手術(shù)和放療相比，該方式在神經(jīng)膠質(zhì)瘤等不規(guī)則形狀腫瘤的治療方面極具優(yōu)勢，是近年來國際核醫(yī)學研究的熱點。堆工所聯(lián)合北京凱佰特科技有限公司、中國中原對外工程有限公司共同合作開發(fā)成功國內(nèi)首座也是國際上唯一一座專門用于硼中子俘獲治療的醫(yī)院中子照射器。“十二五”期間，在北京市科委等支持下，完成了動物試驗、治療軟件開發(fā)及藥物研制等工作，有望在不久的將來造福人民。目前堆工所仍在周永茂院士指導下開展將醫(yī)院中子照射器裝在船上的有關研發(fā)和設計工作，該設想與IAEA也進行了多次溝通，期望有朝一日我國的核醫(yī)療船開到世界各地，造福世界各國人民！

“不畏浮云遮望眼，只緣身在最高層”，堆工所在開創(chuàng)我國核工業(yè)、奠定我國核大國地位的光輝歷程中創(chuàng)造了輝煌的歷史業(yè)績，積淀了雄厚技術(shù)實力和寶貴的精神財富，成為國內(nèi)堆工領域的領軍企業(yè)。在新時期核技術(shù)應用蓬勃發(fā)展的大好形勢下，堆工所將繼續(xù)秉持以身許國、敢為人先、嚴謹求實的精神，瞄準國際發(fā)展前沿，服務國內(nèi)市場需求，以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，在核技術(shù)研究與應用領域中再創(chuàng)輝煌！