他们引入的亚临界包层系统(SBS)组件由低浓缩铀(LEU)溶液提供燃料，并由压缩氘-氘(D-D) 气动磁镜聚变中子源(GDT-FNS)提供动力。

该研究成果发表在《核科学与技术》杂志上。

最常用的诊断放射性同位素是锝-99m(99mTc)，它具有单光子发射计算机断层扫描(SPECT)的理想特性。然而，99mTc (T1/2=6h)的生产依赖于其母体放射性核素钼-99 (99Mo, T1/2=66h)，主要的生产路径为研究反应堆和加速器。基于加速器的方法倾向于使用氘-氚(D-T)中子源，但由于氚的高成本和其具有挑战性的操作而受到阻碍。

本研究提出了一种低浓缩铀(LEU)亚临界包层系统(SBS)，该系统由带有1.0×1014n/s D-D气动磁镜聚变中子源(GDT-FNS)驱动，可作为一种颠覆性的生产99Mo的新方法。GDT-FNS提供了显著的高中子强度，也是该工艺的关键优势。

研究人员进行了广泛的基于蒙特卡洛方法对产99Mo包层进行了中子学分析，包括对包层次临界倍增因子(ks)计算、铀浓度优化设计、反射层及屏蔽层优化设计、中子通量密度分布、核热分布以及 99Mo生产能力分析等。

研究结果表明，所设计的聚变中子源驱动产99Mo包层满足核临界安全设计要求(ks<0.97)，且保持较高的99Mo生产能力。

当产99Mo包层角度固定在100°扇面(5π/18)时，稳定运行24小时可生产约157居里(Ci)的99Mo。为了获得更高的99Mo产量，可同时配置2个或3个SBSs。

团队成员曾秋孙说：“该方案具有生产效率高、核废物少、成本低、可同时生产多种医用同位素等优点，具有很好的应用前景。“

实施这一新方法可带来潜在的社会经济影响，有望满足日益增长的99Mo需求，从而解决全球医疗诊断和治疗的关键需求。

该项研究得到了安徽省自然科学基金、中国科学院国际伙伴计划等项目资助。

GDT-FNS驱动的LEU溶液SBS原理图 (图片来源:曾秋孙)

SBS 99Mo生产模型(扇面为5π/18)结构示意图 (图片来源:曾秋孙)