核技術應用——同位素最新進展

  全球99Mo目前基本上是都是由反應堆輻照235U靶件,然後經過溶靶、蒸餾、萃取、反萃、純化等後續深加工過程得到最終的裂變99Mo產品。原有99Mo輻照裝置大多採用高濃鈾(high-enriched uranium,HEU)靶件。由於HEU可用於核武器及核爆裝置製備,而被認為是高風險核材料。為了減少和最終消除民用核產品對HEU的依賴,各反應堆運營商正愈來愈多地與相關國家和國際機構合作,積極推進從HEU到低濃鈾(low-enriched uranium,LEU)的靶件轉換過程。

        在美國國家核能安全管理局提出的減少全球威脅倡議的鼓勵下,2009年6月NTP在南非SAFARI-1反應堆首次使用LEU代替之前使用的HEU作為核心燃料生產99Mo,至2018年底,ANSTO、Curium等供應商在澳洲OPAL、阿根廷RA-3反應堆、荷蘭HFR、比利時LVR-15等反應堆也已經實現利用LEU靶件生產裂變99Mo。相比HEU靶件,利用LEU生產99Mo會導致產品產額的降低,生產成本增加近20%。儘管如此,各主要反應堆運營商仍在積極推進這一轉換過程。計劃在2020年底完成LEU生產99Mo的轉化。

        除此外,利用新技術生產99Mo的研究也廣泛開展,並取得了長足的進展。最主要的有SHINE Medical公司和Northstar公司。

        SHINE公司開發的一種加速器驅動的次臨界狀態下低濃鈾裂變產生99Mo的方法。中子照射硫酸鈾醯LEU水溶液產生99Mo。SHINE公司項目2015年10月發佈了環境影響報告書和安全評價報告,2016年2月簽發了威斯康辛州Janesville的設施建設許可證。計劃2019年底將完成全部實驗驗證工作;2021年底前完成生產線建設和試生產工作;2022年實現99Mo商業化供應。

        Northstar 公司利用在反應堆中輻照天然(24%)或者高富集(》90%)98Mo獲得 99Mo,通過99mTc選擇性樹脂柱獲得99mTc的路線開發除RadioGenix系統(鍀-99m發生器),2018年7月獲得美國食品藥品監督管理局的批准。

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