郁长清 朱贵凤,2 严 睿,2 邹 杨,2

1（中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800）

2（中国科学院大学 北京 100049）

单光子发射计算机断层扫描技术（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT）是目前医学上广泛使用的诊断方法，要求使用发射单一能量的放射性核素［1］。99Mo 的衰变子体99Tcm（99Mo→99Tcm+β+ν）是SPECT 的主要放射性核素，99mTc 衰变会发出单一低能γ 射线（140 keV），具有辐射损伤小、显像分辨率高等优点，其用量约占全球医用放射性同位素的80%左右［2］。99Tcm的半衰期（6.03 h）非常短，临床上主要由99Mo 衰变通过99Mo/99Tcm发生器获得［3］。

99Mo/99Tcm医用同位素主要由核反应堆和加速器两种方法生产［4］。尽管利用加速器生产99Mo/99Tcm是较佳的候选方案，但由于规模小、产量低，还不能完全取代核反应堆生产。目前全球约95%的医用99Mo 来自于欧洲、俄罗斯、澳大利亚和南非等实验堆［5］，但由于退役、安全技术等原因，断供问题不断发生。医用同位素生产水溶液堆（Medical Isotope Production aqueous Reactor，MIPR）由于其成本低、临界质量小、固有安全高、燃料处理、加工和净化简单等特性，可作为99Mo 生产的候选堆型［6］。目前，MIPR有3种不同燃料溶液，分别是硫酸铀酰、硝酸铀酰和氟化铀酰，但已经过证实，硝酸铀酰溶液具有较好的中子学和热工水力学特性，且更易进行后处理［7-8］。因此，本文将选择硝酸铀酰溶液作为燃料溶液。针对99Mo生产效率而言，均匀性水溶液反应堆明显高于传统非均匀性反应堆。MIPR 可以在功率水平、铀装量比传统非均匀反应堆分别低14倍和280倍的情况下生产相同量的99Mo［9］。

目前，用于生产99Mo 的核设施中超过3/4 采用高富集铀，235U的浓缩程度高达93%。由于核不扩散协议，民用反应堆铀燃料需向低富集转变［10］。……