高比活度钴60放射源。 照片由樊申提供
封装在箱内的防护服，毋须拆封，只用1天时间就能完成灭菌，在效率上比常规灭菌方法提高至少7倍……
这是如何做到的呢?原来，秘密就藏在由秦山核电站生产的一种放射性元素——钴60中。
目前，我国最大核电基地秦山核电基地已全面复工。除保障能源供应外，作为全国唯一的钴源生产地，其重水堆持续辐照生产的钴源正在各地用于医用物资辐照灭菌。截至目前，钴源已为全国数十家单位提供医用一次性防护服辐照灭菌服务。上万件一次性医用防护服从运抵卸货到灭菌完成、整装待发，仅用时6小时。
钴的灭菌为什么效率这么高?
“辐射灭菌的‘杀伤力’可比化学灭菌、高温灭菌等传统灭菌方式大得多。”秦山核电专项工程处重水堆研发科正高级工程师樊申说，钴60穿透性强，辐照灭菌更为彻底，正因为威力大，它可以在包装完好的情况下进行灭菌，消毒后的产品可长期保存。“其实类似于照X光，只是剂量上有着更严格控制。”樊申说。
记者了解到，目前，国标医用防护服生产大多采用环氧乙烷灭菌，需要7至14天时间。辐照灭菌效果与传统环氧乙烷灭菌相比，其灭菌时间可控制在1天以内。
但一听到“杀伤力”一词，很多人不禁产生顾虑：它在灭菌时能有这么大的“杀伤力”，那会不会影响灭菌物品本身的安全呢?
“别看它灭菌威力大，但却是对物品损伤最小的一种灭菌方式了。”樊申说，作为一种“冷消毒”法，辐照灭菌对热敏物品来说，是最佳的灭菌方法，有利于物品形状的保持;而相比化学灭菌，它又有着无残留的优点，更为绿色安全。
至于被辐照物品是否会有放射性的问题，樊申说，一方面，钴源是通过伽马射线来辐照灭菌的，不会沾染到被辐照物品上;另一方面，钴60射线的在伽马射线家族中能量是很低的，在1.3Mev左右，相关研究结果表明，16Mev以下的能量产生的感生放射性可以忽略。因此，辐照灭菌后物品的化学和物理特性不发生变化，可放心使用。
其实，在用于此次防护服灭菌之前，工业钴源的辐照灭菌方式已在宠物食品、熟食、医用手套、样本采集器、采血器等产品上有着广泛应用。
为绿豆大小的钴靶件“操碎了心”
对于很多人来说，辐照灭菌多少带着一点神秘感。那么，作为辐照灭菌的主角——钴60，到底有着怎样的“身世”呢?
其实，要了解钴60，我们可以先“扒一扒”这个神秘家伙的“诞生”过程，用行话来说，也就是产业链环节。
“首先需要企业生产的钴靶件，再将靶件放入反应堆内辐照活化，活化后的靶件就成为放射性钴源，卸出反应堆后再由专业机构对其进行拆解分装，之后售往各地辐照站，用于辐照灭菌、辐照加工等业务。”樊申说。
钴60是钴元素的一种同位素，钴60放射源在农业、工业、医学等方面应用广泛，尤其是医用钴60生产，更具有重要的社会意义和经济效益。但在过去很长一段时间里，我国的钴源供应一直依赖进口，自主化生产是困扰我国科学家的一大难题。
在工业钴源研发成功之后，医用钴源研发又成为摆在科研人员面前的一道考题。
“工业钴源用于物品，但医用钴源则直接用于人体，在剂量控制上需要更加精细化，对技术的要求也就更高。”樊申说，目前，医用钴源治疗设备又称伽马刀，每台伽马刀上装备多个放射源，其中每个放射源的活度都需精确控制，这无疑增加了医用钴源研发的难度。
据悉，伽马刀设备主要应用于肿瘤治疗，具有定位精准、无创伤、不麻醉、不开刀等优点。伽马刀的核心部件为高比活度钴-60放射源，这类钴源长期依赖进口，由于钴源供应短缺，严重制约产业发展。医用钴源国产化迫在眉睫。
而在整个医用钴源研发过程中，钴靶件的设计无疑是最令研究人员头疼的环节。
“在2年多的关键研发期里，我们大部分时间都花在靶件设计上。”樊申说，医用钴源靶件设计需要考虑到国内设计院的分析计算能力、制造厂制造能力、伽马刀企业的需求，还要保证其在放入反应堆后不影响反应堆的安全稳定运行，期间颇费周折。最终，经过前后数十轮的讨论交流，在否定了无数方案后，研究团队终于找到了一个各方都满意的设计方案。
值得一提的是，樊申告诉记者，为精确控制伽马刀装源量，进而精确控制病人受照剂量，最终方案中最小的钴源仅绿豆大小。
2016年“医用钴-60放射源工业化生产技术研究”项目被列为中核集团“龙腾2020”科技创新计划项目。最终，经秦山核电与中国同辐、中核北方、中核高通、上海核工院等单位联合科研攻关，2019年4月1日，国内首个医用钴靶件经辐照后，终于在秦山核电重水堆1号机组顺利出堆。“这标志着我国通过自主研发成功掌握了医用钴-60放射源生产技术，一举打破高比活度医用钴60放射源全部依赖国外进口的局面，伽马刀终于可以装备‘中国芯’。”秦山核电专项工程处重水堆研发科副科长孟智良说。
2020年1月，秦山核电科技项目“医用钴源生产技术研发项目”还与5G商用、第一艘国产航母交付、嫦娥四号登月等重大创新工程一同入选了中央企业“2019年度十大创新工程”。
核技术应用产业前景广阔
“未来，通过核电智囊策划建设华东地区食品、农产品、医疗灭菌——冷链服务中心;为舟山渔场、长三角地区农渔产品提供高质量的反季节保鲜服务等，都是钴源辐照灭菌产业链优化升级的不错方向。”秦山核电科协秘书长周拯晔说，目前，秦山核电的两台重水堆机组还在持续辐照生产钴源，之前已出堆的钴源则正在各地用于医用物资辐照灭菌。
值得关注的是，同位素生产还仅仅是核技术应用产业中的一部分。在周拯晔看来，随着科技不断进步，人类控制核能的技术能力不断提升，核能的应用潜力十足令人期待。
“围绕 ‘核’字创新新产业，研究培育核电周边建立核电次生产业新生态集群，使核电高技术成为地方产业经济发展的强大动力。”周拯晔说，秦山核电持续推动以科技创新为核心的全面创新，为国民经济和社会发展积极贡献力量。秦山核电科协也将继续为企业相关研发工作当好参谋做好服务。
