一问到底丨“碳-14”国产化批量生产 “碳-14”究竟是个啥?

2022-04-28 10:05:20 | 来源: | 参与: 0

“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”。

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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。

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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。

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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。

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