“ 可持續發展目標3——良好健康與福祉”:研究堆在醫學成像和癌癥治療方面發揮著重要作用。研究堆生產的放射性同位素用于85%的核醫療程序,對于開發新的放射性藥物至關重要,每年通過加強各種癌癥的診斷方法和治療使數百萬人受益。“希望之光”是原子能機構的旗艦癌癥倡議,正在幫助各國增加獲得這種救命治療的機會。
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美國密蘇里大學研究堆(MURR)堆芯鳥瞰圖。該反應堆生產的放射性同位素用于肝癌、胰腺癌、前列腺癌和甲狀腺癌的治療。(圖/密蘇里大學)
全球在運核反應堆有三分之一以上用于研究、教育和生產放射性同位素,而不是用于發電。與用于發電的核動力堆不同,核研究堆主要用于產生中子。中子是不帶電的亞原子粒子,有多種用途,如研究原子級材料,生產用于醫學、工業和研究的放射性同位素,以及對物體內部結構進行成像。
約有220座在運研究堆分布在54個國家,還有25座正在建設或規劃中。它們不僅在推動核技術發展方面發揮著關鍵作用,而且通過幫助各國實現可持續發展目標,在改善日常生活的方方面面中發揮著作用。研究堆有各種規模和設計。與傳統的動力堆相比,研究堆通常位于學術和研究機構內,規模較小,運行溫度較低。大多數研究堆的熱功率在 0~100兆瓦,而大型核動力堆的熱功率為3000 兆瓦。因此,研究堆使用的核燃料量和產生的放射性廢物量要低得多。
研究堆的設計和使用主要面向實驗、教育和培訓以及為醫療和工業應用生產放射性同位素。它們為研究和了解材料行為、中子相互作用和輻射效應提供了受控環境。除了支持眾多學科的研究外,研究堆對于核能的發展也至關重要。作為創新反應堆技術的試驗平臺,研究堆為材料和核燃料實驗提供了現實環境。研究堆還為核設施工作人員、輻射防護和監管人員以及學生和研究人員提供教育和培訓機會。
“可持續發展目標”是聯合國于2015年制定的一套17項目標,旨在應對衛生、教育和能源等方面的全球挑戰。研究堆有助于實現其中幾項“可持續發展目標”,包括:
“ 可持續發展目標3——良好健康與福祉”:研究堆在醫學成像和癌癥治療方面發揮著重要作用。研究堆生產的放射性同位素用于85%的核醫療程序,對于開發新的放射性藥物至關重要,每年通過加強各種癌癥的診斷方法和治療使數百萬人受益。“希望之光”是原子能機構的旗艦癌癥倡議,正在幫助各國增加獲得這種救命治療的機會。
“ 可持續發展目標4——優質教育”和“可持續發展目標5——性別平等”:作為一種教育和培訓工具,研究堆為所有學生提供服務。原子能機構支持的講習班、培訓和工作組訪問以及原子能機構的瑪麗·斯克洛多夫斯卡-居里進修計劃和莉澤-邁特納進修計劃培養了一支包羅廣泛的人才隊伍,為全球科技創新作出了貢獻,并推動了全球科技創新。
“ 可持續發展目標6——清潔飲水和衛生設施”:研究堆在開發輻射滅菌水處理技術中發揮著關鍵作用。利用輻射處理廢水能夠有效消除水中有害微生物、病原體和其他污染物,可使水安全飲用和用于其他用途。
“ 可持續發展目標7——經濟適用的清潔能源”:研究堆有助于開發和測試新能源技術。研究人員可以對新型核反應堆概念、燃料和材料進行評估,以優化核動力堆設計,從而提高安全性、效率和性能,支持未來的清潔能源發展。“原子用于凈零排放”是原子能機構的一項倡議,旨在支持各國利用核能優勢實現凈零轉型。研究堆還利用中子成像、中子散射和中子深度剖析等技術研究氫燃料電池和鋰離子電池等非核能概念。
“ 可持續發展目標8——體面工作和經濟增長”:核領域的學生、研究人員和專業人員可以通過在研究堆進行的培訓獲得實踐經驗和知識。此類培訓可為他們在核領域及相關領域的發展機會做好準備。此外,研究堆還被用于提供產品和服務,例如硅摻雜,將雜質引入硅中以改變電子設備的電氣性能。
“ 可持續發展目標9——產業、創新和基礎設施”:研究堆促進了各個領域的創新,從極端條件下的電子產品和建筑材料到醫藥等等。研究堆產生的中子對于各行各業的無損檢測也很有價值,可確保物品的質量和安全。
“ 可持續發展目標17——促進目標實現的伙伴關系”:努力實現可持續發展是一項集體工作,許多擁有研究堆的研究所和大學都參與了協作項目和研究活動,從而加強了在科學、技術和創新方面的地區和國際合作以及獲取科學、技術和創新的機會。
國際原子能機構的作用是什么?
原子能機構支持各國高效和可持續地利用研究堆,使其能夠充分獲得這些核設施的惠益。原子能機構提供研究堆培訓班和講習班,并出版導則、安全標準和電子學習課程。原子能機構的協調研究項目促進國際合作和專家之間的網絡聯系,同時推動涉及研究堆的科學發展。
原子能機構的研究堆審查工作組訪問支持新的研究堆項目,并利用原子能機構的導則和標準評估各國的實踐,以改進反應堆設施的運行、利用、安全和維護。原子能機構的若干技術合作項目還側重于加強各國的運行和維護技術能力,以提高研究堆的安全性、可靠性和利用率。