国内首座！医用同位素专用生产堆正式开工建设｜科技有狠活

封面新闻记者 边雪

1月30日，从成都出发，2个小时车程后，便到达目的地——中国核动力研究设计院医用同位素堆建设现场。

一下车，映入眼帘的是一个巨大的“土坑”，旁边，许多忙碌的身影不停在现场穿梭，不远处，立着一块展板，上面写着“医用同位素试验堆开工动员会”13个大字。

由中国核动力研究设计院设计、建造的全球功率最高溶液型医用同位素试验堆正式开工建设，标志着该项目正式进入全面实施阶段。

开工现场。（图源：核动力院）

这是国内首座医用同位素专用生产堆，作为全球功率最高的溶液型医用同位素生产堆，投运后可实现钼-99、碘-131等医用同位素分别10万居里和2万居里的年生产能力，带动下游产业集群发展，将对我国的癌症诊断、治疗带来战略性的改变，并解决两种同位素长期依赖进口、受制于人的问题，满足国内数千万人次的核医学诊断与治疗需求，为全国人民的生命健康和医用同位素行业的可持续健康发展保驾护航。

“这几年受新冠疫情的影响，国内医用同位素市场需求问题进一步突显，医用同位素国产化急需实现规模性突破。”近日，中国核动力研究设计院党委书记王丛林告诉封面新闻记者。

从打破垄断到自主创新，在打造中国“医用同位素及药物”新国家名片的道路上，中国核动力研究设计院（以下简称核动力院）的脚步始终坚定、铿锵有力。

签约仪式。（图源：核动力院）

2024年投产！

8条生产线设备均已成功实现引入

2021年10月19日，由核动力院牵头的医用同位素及药物国家工程研究中心正式获批，这也是国家发改委唯一批复的同位素及药物领域工程研究中心。

核动力院“牵手”四川大学、华西医院、中国辐射防护研究院等众多产业链上下游单位，打造国际领先的医用同位素研发及药物制备技术研究开发、成果转化、人才培养、产业孵化的基地，打通同位素制备、放药研发、安全评价、药效验证全工艺链条。

“我们的目标就是打破同位素药物受制于人的局面，形成完整的产业链，在产业规模和技术水平上赶超国外。”核动力院院长姚刚说。

医用同位素生产方式分为三种：反应堆、加速器、同位素发生器。这其中，反应堆的“霸主”地位无人能及，80%以上的医用同位素由反应堆辐照产生，而核动力院就拥有着丰富的堆照资源。

1981年，中子通量居亚洲第一、世界第三的高通量工程试验堆正式投入运营，核动力院医用同位素研发也正式起步。

上世纪90年代初，岷江堆悄然登场，为核动力院医用同位素研发再添“一员大将”。

“目前，高通量堆和岷江堆均处于在运行状态，年运行时间均可达200天以上。尤其是岷江堆，具有运行时间灵活、燃料元件和辐照孔道充足、堆固有安全性高、寿期长、生产成本低等明显优势，非常适合同位素长期稳定生产。”姚刚告诉封面新闻记者，核动力院已布局“两堆生产、两堆研发”，2021年就已经实现了高通量堆和岷江堆双堆同时运行，一定程度解决了由于辐照资源极度紧张而引起的核动力技术发展的制约。

同位素提取。（图源：核动力院）

此外，核动力院还具备国内最完整的热室和检验分析、分离提取、三废处理等同位素研发配套设施，配套建有亚洲最大的热室和半热室群，配备了靶件制备装置、靶件检验装置、无损检测装置和靶件切割装置，是医用同位素研发生产必不可少的重要平台。

瞄准未来，核动力院依托同位素及药物国家工程研究中心，积极打造核技术产业园，建设约1万平方米的同位素生产厂房和设施，8条生产线，具备堆产放射性医用同位素批量生产能力。目前，8条生产线设备均已成功实现引入，计划2024年投产。

“项目设计产能为3万居里碘-125、1万居里镥-177、200居里碳-14、50居里镭-223等8种国内市场急需医用同位素，将为建立医用同位素自主保障体系发挥重要作用。”核动力院副院长许余说。

锶-89靶管等。（图源：核动力院）

“软件”突出：

奠定优势成果

技术才是“硬道理”，用一个简单的例子足以佐证。

在碘-125的研制中，当前国内外普遍采用的是间歇回路法，核动力院则创新采用了连续循环回路法，即在回路装置中创新性地设计了碘-125的高效捕获装置，当碘-125经过装置时被选择性截留，当吸附饱和后简单地拆除进行淋洗即可获得碘-125产品。

“这种新技术生产的产品医疗效果更好，副作用更小，比《中国药典》要求的指标更优。”核动力院医用同位素研发技术负责人张劲松告诉封面新闻记者，核动力院在同位素制备及应用领域开展了大量开创性工作，先后开发出国内第一枚钴-60医疗源、第一枚钴-60工业辐照源、世界上第一条凝胶型锝-99发生器、国内首创碘-131干法生产工艺等。

优势还要用成果说话。

2020年4月25日，由核动力院研制生产的首批国产化堆照锶-89核素正式交付，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研发、堆运行、辐照、产品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，既为国内患者大幅降低了治疗成本，还为进一步做大做强做优国产同位素产业奠定了基础。

同年12月26日，核动力院研制生产的高比活度碳-14酸钡首批产品正式交付，这是核动力院在医用同位素领域的又一重大突破。

近年来，核动力院先后启动了医疗上常用的10余种同位素的创新研发，包括碳-14、磷-32、锶-89、碘-125、碘-131、镥-177、新型钼锝（99Mo-99mTc）发生器、锕镭（227Ac-223Ra）发生器、锶钇（90Sr-90Y）发生器、钨铼（188W-188Re）发生器等。其中，前5种单项同位素均已攻克技术难关，取得辐射安全甲级资质，具备工程转化条件，随时可进行生产，可逐步满足国内需求。

开工现场。（图源：核动力院）

展望未来：

持“利器”一路披荆斩棘

如何打造中国“医用同位素及药物”新国家名片？核动力院成竹在胸，“利器”在手。

这个“利器”就是——医用同位素堆。

“建设医用同位素堆，是一个势在必行的事，我们不得不做。”许余说。

目前，我国医用同位素研发主要依靠工程研究堆，但由于其还肩负着其他任务，生产医用同位素的能力十分有限。而反观需求方，医用同位素及其化合物的市场需求量每年以25%-30%的幅度增长。反应堆极为有限的生产规模根本无力满足持续增长的市场需求。

不仅是国内，国际市场同样面临供应难题。近年来医用同位素全球供应依赖于加拿大、荷兰、比利时、法国、南非、澳大利亚等国家的少数几个医用研究堆，多数已超期服役，且面临维护成本高、废物难解、安全风险等系列问题，预计将在2025年前后陆续关闭。

封面新闻记者注意到，法国的OSIRIS堆和加拿大国家通用研究堆已分别于2015年、2018年永久性停止生产，造成2016年末全球供应的钼-99产量减少了大约百分之三十，这一短缺将一直持续到2025年之后，临床钼锝（99Mo-99mTc）发生器应用的价格也将持续上涨。

通过一组数据，可以更直观地说明。

近年来，我国医用同位素绝大部分依赖进口，例如，常规核医学诊断所需锝-99m原料钼-99，百分百依赖进口，甲亢和甲癌最有效的靶向治疗核素碘-131，百分之八十依赖进口，其它重要治疗核素碘-125、钇-90、镥-177、镭-223等均全部依赖于进口。

2023年全球钼-99使用量约48万居里，国内使用量约2.2万居里，2030年全球市场钼-99需求预计达到65万居里，国内市场需求预计达到4万居里。

根据近年甲状腺疾病发病率，预计2030年国际市场碘-131需求量将达到11万居里，而中国是目前全球碘-131使用量最大的国家，2023年中国市场碘-131需求量为每年2万居里，2030年中国市场需求预计达到每年4.2万居里。

由此可见，建设新型医用同位素生产堆，在缓解国内供需紧张的同时，还将为抢滩国际市场创造有利条件。

“医用同位素堆建成后，将实现年产10万居里的钼-99，2万居里的碘-131，超过了目前国内的需求量。”医用同位素堆项目总设计师李庆告诉封面新闻记者，医用同位素堆以硝酸铀酰水溶液作为燃料，同时硝酸铀酰水溶液也是生产同位素的靶料，固有特性决定了其在核安全和环境保护领域具备远超常规反应堆的先天优势。“医用同位素堆参数低，功率低也低，所以安全性也更好。”

成本低、运行更灵活…

医用同位素堆优势凸显

医用同位素堆的建堆成本是普通堆的三分之一，燃料消耗量是现有技术的千分之四。李庆介绍说：“高通量堆就是采用‘固体靶’生产，把靶件原材料放在辐照孔道里，通过辐照变成医用同位素的核素，目前国内基本都是用的这种方式。但是这种方式有一个前提条件，就是反应堆必须是运行起来的。因为核燃料很贵，在做其他实验的时候，医用同位素可以‘搭顺风车’进行生产，单独生产医用同位素，成本就是天价。”

此外，医用同位素堆还有一大优势就是运行方式非常灵活。

“‘固体靶’生产必须要顺着反应堆的运行走，不能去左右反应堆的运行安排，而医用同位素堆是个专用生产堆，你想让它运行几天它就运行几天，可以按照药品生产要求来安排反应堆的运行时间。”李庆解释道，目前，医用同位素堆计划按照“2+1”的方式运行，运行2天，停堆1天，停堆这一天就把做好的这“锅”料送到提取线去。“医用同位素堆主要生产钼-99和碘-131，都是短半衰期的产品，比如钼-99，半衰期只有60多个小时，生产多了也没用，在堆里衰败掉，就是浪费了。所以可以针对目标核素以及目标核素的需求量去制定反应堆运行计划及生产任务，需要得多可以多做，需要得少也可以少做，根据市场的需求来做。”

据张劲松透露，医用同位素堆建设周期为42个月，预计2027年建成投产。“该堆建成后将助力医疗上最常用的两种同位素碘-131、钼-99实现产能突破，一举将我国从进口国扭转为出口国。同时，也能将国内医用同位素药品价格降下来，让更多的人用得上、用得起。”