光裂變技術突破為醫療同位素鉬99生產提供新契機

醫療同位素供應鏈的潛在突破

鉬-99 (⁹⁹Mo) 是一種重要的醫療同位素，廣泛應用於診斷醫學，特別是作為產生鎝-99m (^99mTc) 的母體同位素。鎝-99m 被用於全球約 80% 的核醫學成像程序，每年進行數千萬次掃描，用於診斷心臟病、癌症、骨骼疾病等多種疾病。然而，⁹⁹Mo 的半衰期短 (66 小時)，且主要依賴於高濃縮鈾 (HEU) 的核裂變生產，這引發了安全、防擴散以及供應鏈穩定性的擔憂。因此，開發替代性的 ⁹⁹Mo 生產方法至關重要。

近年來，一種名為「光裂變」的新方法引起了廣泛關注。光裂變是指利用高能光子（伽馬射線）轟擊靶材料，使其原子核發生裂變，從而產生所需的同位素。這種方法的優勢在於可以使用天然鈾，避免了高濃縮鈾帶來的安全風險。此外，光裂變反應可以在較小的設施中進行，降低了生產成本和運輸風險。

天然鈾熔鹽靶的光裂變技術

最新的研究聚焦於使用天然鈾熔鹽作為光裂變靶材。熔鹽具有高密度、高熱導率和低蒸氣壓等優點，使其成為光裂變反應的理想靶材。研究人員利用高能電子加速器產生伽馬射線，然後將伽馬射線照射到天然鈾熔鹽靶上，誘發鈾原子核的裂變，從而產生 ⁹⁹Mo。

實驗數據顯示，通過優化電子束能量、靶材厚度和伽馬射線通量，可以有效地提高 ⁹⁹Mo 的產量。初步的估算表明，使用高功率電子加速器和優化的靶材設計，光裂變法有潛力生產足夠的 ⁹⁹Mo，以滿足一部分全球需求。

技術挑戰與未來展望

儘管光裂變法具有顯著的優勢，但仍面臨一些技術挑戰。首先，⁹⁹Mo 的產量仍然相對較低，需要進一步提高電子加速器的功率和優化靶材設計。其次，光裂變反應會產生大量的放射性廢物，需要開發有效的廢物處理方法。第三，從熔鹽中分離和純化 ⁹⁹Mo 是一個複雜的過程，需要開發高效的化學分離技術。

然而，隨著技術的不斷進步，光裂變法有望成為一種可行的 ⁹⁹Mo 生產替代方案。未來的研究方向包括：

提高電子加速器功率：

開發更高功率的電子加速器，以增加伽馬射線通量，從而提高 ⁹⁹Mo 的產量。

優化靶材設計：

研究新型的靶材材料和結構，以提高光裂變反應的效率。

開發高效的分離技術：

開發快速、高效的化學分離技術，以從熔鹽中提取和純化 ⁹⁹Mo。

降低放射性廢物：

研究減少放射性廢物產生的方法，並開發有效的廢物處理技術。

結論與研判

天然鈾熔鹽靶的光裂變法為 ⁹⁹Mo 的生產提供了一種有前景的替代方案。雖然目前仍面臨一些技術挑戰，但隨著技術的不斷發展，光裂變法有望成為一種安全、可靠和可持續的 ⁹⁹Mo 生產方法。如果能夠克服現有的技術障礙，光裂變法將有助於確保全球醫療同位素供應鏈的穩定性，並降低對高濃縮鈾的依賴。此外，該技術的商業化應用，將有助於推動核醫學的發展，並為患者提供更優質的診斷服務。儘管距離大規模商業化生產仍有距離，但光裂變技術無疑代表了醫療同位素生產領域的一個重要進展方向。

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原始資料來源: GO-AI-6號機 Date: February 10, 2026