摘要
2中国核电工程有限公司华东分公司浙江嘉兴314000摘要99mTc因其良好的核性质成为核医学临床诊断应用最广泛的医用核素，可用于诊断脑、心肌及几乎所有脏器疾病。由于99mTc半衰期较短，故通过生产99Mo制成99Mo-99mTc发生器来获得99mTc。本文对99Mo的生产方式、生产现状、市场前景与市场开发进行了调研，希望对99Mo当下的生产技术与市场给出详尽的分析，为我国99Mo-99mTc产业提供理论上的支持。关键词99mTc；99Mo；99Mo-99mTc发生器；生产技术；市场分析1.99mTc、99Mo简介99mTc是锝的不稳定同位素，只发射单一的低能γ射线，使用时剂量大而照射量低，是核医学临床诊断中应用最广泛的医用核素，其制成的放射性药物不仅用于状态图像诊断，还广泛用于诊断脑、心肌和肿瘤等疾病和几乎所有脏器疾病1。99mTc半衰期仅为6.02h，可由99Mo衰变产生，而母体核素99Mo半衰期长达66h，因此生产中将99Mo转化为钼酸盐后吸附在氧化铝柱上，制成99Mo-99mTc发生器，分送到各医院用于核医学成像。2.99Mo生产方式99Mo同位素生产方式主要有反应堆生产和加速器生产两种。前者主要有靶辐照反应堆和水溶液堆生产2。2.1反应堆中辐照靶件生产4通过反应堆辐照靶件生产99Mo包括裂变法和中子活化法两种。裂变法辐照铀靶使其发生235U（n，f）99Mo反应获得99Mo。该法生产的99Mo比活度较高，可制成体积小强度大的99Mo-99mTc发生器，但该法铀利用率低、产生放射性废物量多、成本较高。中子活化法利用中子照射98Mo来获得99Mo。该法产生的副产物较少，但是缺点显著首先，98Mo原子转变成99Mo原子的概率小导致生产能力受限。其次，获得的99Mo比放射性较低使得锝发生器（99mTc）尺寸大。2.2溶液堆生产3在溶液堆中，235U硝酸铀酰溶液或235U硫酸铀酰溶液等既作为燃料，也是生产99Mo同位素的“靶件”。99Mo由提取系统提取、储存并运送至热室纯化。溶液堆还可生产131I、89Sr医用同位素，且具有成本较低而产值高、100%的235U理论消耗率、燃料循环利用、废物量少等优点，是生产医用同位素的理想堆型。2.3加速器生产加速器生产法是利用高速带电粒子轰击含特定核素的靶件，得到99Mo同位素4。目前用于生产99Mo的回旋加速器法。一种是通过照射235U生产同位素的方法，而另一种是将获得的高能量光子用于从100Mo生产99Mo。但是，这两种方法都需要使用高成本回旋加速器。3.99Mo生产现状全球主产99Mo的研究堆有12个，反应堆辐照裂变靶是主要的生产方式。现有堆多已运行超过40年，老化严重，预计将在2030年之前关闭，且大多数现有辐照装置将进行低浓铀靶件转换，这将大幅度降低全球市场供应能力。虽然德国、俄罗斯、捷克等国也开始参与裂变99Mo的生产，但新增产量仍不能满足逐年提高的用户需求。4.99Mo市场情况分析4.1市场需求99Mo市场供应在过去五年保持较稳定的提升。成熟市场约占全球99Mo/99mTc需求量的84%。当前全球99Mo市场需求量约为9000六日居里/周，较NEA2012年及之前预估的10000六日居里/周稍低，可能原因为99mTc使用效率增加、射线照相机改进、99mTc发生器的洗脱效率提高、病人治疗计划的调整及替代诊断方式或同位素的使用等。4.2市场发展预测2020年-2030年期间，鉴于以下因素，新建生产反应堆/装置生产的99Mo销售市场将形成良好的行情·NRU、OSIRIS、SAFARI-1科研核反应堆停机；·现有99Mo厂商未完全过渡到低浓铀靶件；·新项目启动时间可能延迟；·当下99Mo主要生产中心距大型需求地区较远；·美国是同位素需求量世界领先的国家，但目前未生产99Mo。5.市场开发策略我国虽是核电大国，但在核技术应用尤其是99Mo同位素生产方面，与欧美及日韩等核技术发达国还存在较大差距，99Mo依赖进口。目前正计划改造多用途研究堆进行99Mo生产，预计2022年后投产，周额定产量为1000六日居里。在部分旧设施因老化面临更替、靶件向低浓铀转化的时期，中国要想进入已相对成熟和稳定的99Mo市场，建议考虑以下三点。5.1采用低浓铀靶件为了降低核扩散和核恐怖主义的风险，近年来的核安全峰会多次提到在医用同位素生产中减少高浓缩铀的使用并逐步过渡至低浓缩铀，《2011年美国医用同位素生产法》的法案（S99）规定美国禁止采购通过高浓缩铀生产的99Mo。未来技术正在向低浓铀靶方向发展，且现有生产99Mo核反应堆制造商大多已完成低浓缩铀燃料的转变。按目前趋势来看，使用低浓铀靶是进入国际99Mo生产市场的必由之路。5.2加强技术创新，推动新技术研发医用同位素的生产仍将沿用集中供应的模式，大部分国家都将以进口为主。掌握生产规模大、综合成本低的生产技术，有助于提高市场竞争力。首先，基于现有的生产方式，优化关键生产过程和技术。效率高、耗时短的核素提取技术，优化辐照时间和靶件制造等是重要突破口。其次，充分发挥溶液堆优点，推进溶液堆技术的研发，促进其产业化发展。最后，寻找可替代反应堆生产99Mo的创新方法。代尔夫特理工大学开发了一种以98Mo制备医用同位素的新方法，该技术采用中子轰击Mo原子，无需高通量反应堆、研究堆及相关的燃料、设备和安全装置。5.3充分开发和扩大研究堆的使用范围和用途进行99Mo生产的研究堆为高通量反应堆，除生产99Mo外，还可进行252Cf，75Se，117mSn，89Sr及188W/188Re等放射性同位素的生产。此外，研究堆具有如中子活化分析、中子散射、中子嬗变、中子治疗及教育和培训等广泛的应用。因此，以99Mo生产等功能为主、一堆多用的思想进行设计，在具有一定99Mo生产能力的研究堆上充分拓展其用途，合理安排运行计划，可有效提高研究堆的利用率和经济效益，增加其竞争优势。参考文献1蔡善钰.放射性同位素生产与应用现状及其发展趋向J.同位素，1999，12（1）49-57.2罗强，刘思维.生产^99Mo、^131I和^89Sr医用同位素的水溶液堆J.广东微量元素科学，2006，13（12）7-12.3王刚，向学琴，傅红宇，等.应用溶液堆生产裂变^99MoJ.同位素，2004，17（4）247-249.4高峰，林力，刘宇昊，等.医用同位素生产现状及技术展望J.同位素，2016，29（2）116-120.
出版日期
2018年12月22日（中国Betway体育网页登陆平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
