利用中国实验快堆生产放射性同位素的可行性研究

2014-08-07陈晓亮杨佳音陈效先

原子能科学技术 2014年4期

陈晓亮，杨佳音，陈效先

(中国原子能科学研究院快堆研究设计所，北京 102413)

反应堆是生产放射性同位素的重要途径，世界上主要的有核国家均利用本国的研究堆或实验堆进行各种同位素的制备和生产[1-3]。目前大部分生产同位素的反应堆是热中子堆，但由于快中子堆具有中子能量高、中子通量密度大等特点，利用快堆生产某些同位素具有热堆所不具备的优势[4]。国际上拥有快堆的国家均开展过利用快堆生产同位素的研究[5-8]。

适宜在快堆中生产的同位素主要有32P、33P、35S、89Sr、14C、60Co等。32P、33P、35S均为短半衰期的β放射性核素，常作为示踪核素广泛用于工业、农业和医药领域[9]。89Sr为亲骨类放射性核素，发射最大能量为1.495 MeV的β射线，半衰期为50.5 d，主要用于恶性肿瘤骨转移治疗[10]；14C的半衰期为5 730 a，其标记物作为示踪剂主要用于探索化学和生命科学中的微观活动；60Co是使用范围最广的一种放射性同位素，在各个领域均有巨大需求。

中国实验快堆(CEFR)是我国第一座钠冷快中子增殖反应堆，热功率为65 MW，电功率为20 MW，具有钠-钠-水3个回路，一回路由两个环路构成；CEFR堆芯等效直径为600 mm，高度为450 mm；CEFR最大中子通量密度可达3.1×1015cm-2·s-1，能量大于0.1 MeV的最大快中子通量密度为2.5×1015cm-2·s-1，是进行各种燃料、材料辐照考验及同位素生产的优良平台。

本工作拟利用计算程序对适宜在CEFR上生产的同位素32P、33P、35S、89Sr、14C、60Co进行分析计算，得到产量、比活度等参数，从而定量分析CEFR生产相应同位素的性能，为后续在CEFR上开展同位素生产的辐照实验奠定基础。