在核工業理化工程研究院的實驗室里，一排排樣品容器靜立架上。硅-28、鎳-64、鍺-76、氙-124、氙-129、鐿-176、鉬-100……標簽上的名字，對大多數人來說陌生而拗口。它們按克計算，價格比黃金更貴。這正是一個正在快速壯大的“家族”——穩定同位素。這個家族的成員，從航天芯片到癌癥早篩，從暗物質探測到量子計算，無處不在、至關重要。而將它們“聚攏”起來的，是核理化院幾代科研人員30余年的堅守。他們攻堅克難，成功分離出數十種元素的穩定同位素，形成了完整的研發譜系，打破了國外長期壟斷，讓中國在世界穩定同位素版圖上從“跟跑”走向“并跑”甚至“領跑”。
三十余年“冷板凳”坐出一流技術
說起同位素，很多人第一反應是“有輻射、很危險”。這是一個誤解。同位素分為兩類：一類“性子急”，原子核不穩定，會衰變放出射線，叫放射性同位素；另一類“性子穩”，幾乎不產生輻射，叫穩定同位素。
體檢時吹氣測幽門螺桿菌，用的是碳-13；手機芯片制造，離不開硼-11和鍺-72；肺部磁共振成像，需要氙-129——這些都是穩定同位素，安全且無害。穩定同位素是支撐基礎科研、高端工業、核醫學等國家戰略領域的核心材料，但其研發生產技術壁壘高，長期被少數國家壟斷。我國穩定同位素產業起步較晚，早期技術差距顯著，高端產品完全依賴進口，而核理化院的堅守，正在改寫這一局面。
1989年，中核集團核理化院啟動分離穩定同位素研究，驗證了氙、鋅、碲等同位素的分離可行性。而高品質的穩定同位素需達到更高的豐度和化學純度。要獲得滿足要求的穩定同位素產品，需突破諸多技術難點。此后30余年，科研團隊潛心深耕、積累經驗，最艱難時期僅剩數人堅守，但團隊始終迎難而上、步履不停。
功夫不負有心人。2010年，公斤級豐度99.5%硅-28成功問世；2015年，6種氙同位素產品相繼攻克；2021年，碳同位素專用機型研發完成，核級貧化醋酸鋅-64、高純二氧化鍺-76中試生產線順利建成，一步步夯實技術根基。進入“十四五”，成果迎來井噴。2023年，我國首次獲得公斤級豐度99%的鉬-100同位素；2024年，我國首次制備克量級豐度超99%的鎳-64同位素，價值堪比同等重量黃金數百倍；2025年，公斤級高豐度鉬-98、公斤級豐度超99%的碲-130同位素相繼研制成功，同年國內最大高豐度鐿-176同位素科技產業基地開工建設，標志著我國穩定同位素產業正式從“實驗室”邁向“生產線”。
截至目前，核理化院已成功研發20余種穩定同位素產品，涵蓋碳、氙、鋅、鉬、鍺、鐿、鎳、碲等十余種元素，形成完整的技術研發體系及產品制備能力。從無到有，從克到公斤，從實驗室到生產線，核理化院走出了一條打破壟斷、領跑全球的突圍之路。
明星產品閃亮登場
核理化院將穩定同位素研發精準對接到基礎物理前沿、人民生命健康、前沿科技、先進工業四大領域，各賽道“明星產品”脫穎而出。
在四川涼山州錦屏山2400米深處，世界最深的地下實驗室——中國錦屏地下實驗室正在開展無中微子雙貝塔衰變實驗，探尋宇宙基礎物質與起源的終極答案，這是全球基礎物理研究的最前沿。實驗核心材料正是高豐度鍺-76、鉬-100穩定同位素，此前均長期依賴進口。2022年，鍺-76的研發和規模化能力建設快速突破，項目合作團隊實現百公斤級規模化生產，充分保障錦屏實驗需求。2023年，核理化院成功制備公斤級鉬-100同位素，為后續實驗開展奠定堅實基礎。
核醫學領域，穩定同位素正引領精準診療新變革。鐿-176是生產放射性核素镥-177的前置材料。镥-177釋放的β粒子可精準殺死前列腺癌、乳腺癌、神經內分泌腫瘤等癌細胞，是國際公認的“診療一體化”核素。2023年12月，核理化院首次獲得克量級鐿-176并成功生產出合格的镥-177產品。2025年10月，國內最大的高豐度鐿-176同位素科技產業基地在中新天津生態城開工建設，建成達產后將形成公斤級年產能，徹底打破國外壟斷。
鎳-64是新一代PET顯像核素銅-64的原料，可精準顯示神經內分泌瘤、乳腺癌、多發性骨髓瘤等病灶。2024年，國內首次成功制備克量級超99%豐度鎳-64，打通鎳-64至銅-64全技術路線，產能與質量均優于行業標準。傳統CT對肺部空腔結構成像困難，氙-129經超極化處理后可“點亮”肺部，實現早期病變精準篩查。目前，核理化院是國內唯一能穩定供應氙-129同位素的單位。
在半導體與高端制造領域，硅-28是芯片性能“放大器”。2008年，核理化院產出公斤級99.5%豐度硅-28，為國內最早規模化供應單位。在此基礎上，該院實現公斤級豐度超過99.99%的硅-28生產，支撐國內眾多頂尖團隊硅基量子計算研究。在核工業領域，貧化鋅-64堪稱核電“血管軟化劑”，能進一步提升核電機組大修期間的職業輻射防護水平。
穩定同位素的需求端大多是高新技術產業，隨著產業升級速度加快，越來越多行業對穩定同位素有了旺盛需求，穩定同位素產業步入發展快車道。面對這片藍海，核理化院的目標不止于“跟跑”，更要搶占發展主動權。從基礎物理到核醫學，從先進工業到國家戰略，從受制于人到自主可控，核理化院用三十余年的堅守，走出了一條穩定同位素的突圍之路。
小瓶子里裝的，不僅是穩定同位素，更是一個大國的戰略底氣，是千家萬戶觸手可及的健康與希望。
轉自：國資委網站
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