国外核技术应用产业介绍

国外核技术应用产业

发展状况介绍范霁红2007.05.301概要世界核技术应用概貌美国和日本的数据和特点行内外国企业国内发展概况2世界核技术应用概貌

二战以后，核技术开始逐步应用于国民经济建设。现在世界上有80多个国家开展了核技术应用的研究、开发和利用全世界用于辐照的加速器超过1000台、总功率45MW

大型钴源装置约250座，装源量2.5亿居里辐射化工产品年产值超过1000亿美元3世界核技术应用概貌用于集成电路的离子注入机3000多台，产值1470亿美元全世界辐照食品的销售量30万吨70个国家在186种植物上诱变新品种2252个全世界半数以上国家采用辐射雄性不育法对200多种害虫进行杀灭处理4世界核技术应用概貌全世界每年有3-4亿人次接受放射性诊断和治疗；94座生产同位素的反应堆、49台同位素生产专用加速器PET专用回旋加速器数百台生产3000多种放射性同位素及其制品美、俄、日、德、巴西、阿根廷、印度、加拿大、捷克、挪威、南非、波兰、韩国、奥地利等采用辐照技术处理废水、污泥和烟道气5美国和日本的数据和特点核技术应用由于渗透到多个行业和众多产品，其经济效益是很难准确评估和统计的在美国管理信息服务公司发布了1995年和1997年美国数据后，日本行业协会于1997年也发布了同口径数据1997年日本、美国等国家核技术应用产业的年产值分别达到86000亿日元和1197亿美元，占到了国内生产总值的1.7%和1.4%。6美国和日本的数据和特点

美国核技术应用的经济效益组成

美国管理信息服务公司（MIS）公布1995年美国在工业、农业、医疗等领域中同位素与辐照技术的直接和间接经济效益总和达到3310亿美元，占GDP的4.7%，其中直接经济效益（MCP）为1100亿美元，是总效益的1/3，占GDP的1.6%1997年美国核技术应用产业的直接经济效益（MCP）是1197亿美元，占GDP的1.4%，其中，工业562亿美元（46%），农业145亿美元（12％），医疗490亿美元（42%）7美国核技术在工业应用中的经济效益（1997）（单位：亿美元）项目经济效益在本领域中的比例半导体加工*37266.3%子午线轮胎辐照硫化13524%医疗用品消毒488.5%射线无损检测6.51.2%小计561.5100%*只计算了Intel,Motorola,TexasInstruments三家公司美国核技术在工业中应用的主要经济效益来自半导体加工。美国和日本的数据和特点8美国核技术在农业应用中的经济效益（1997）（单位：亿美元）项目经济效益在本领域中的比例诱变育种112.377.7％食品辐照32.322.3％小计144.6100％美国核技术在农业中应用的主要经济效益来自诱变育种。美国和日本的数据和特点9美国核技术在医学应用中的经济效益（1997）项目经济效益本领域中比例%辐射成像(Χ诊断、CT、核医学)43087.9放射治疗*5.911.2FDG-PET0.50.1回旋加速器：同位素生产、PET0.660.13医疗设备31.36.4放射性同位素1.40.29放射性药物（除就地生产的）8.321.7对照介质11.192.28小计489.4*只计算了前列腺癌，30%采用放射性治疗美国核技术在医学应用中的经济效益主要来自辐射成像。美国和日本的数据和特点10日本核技术应用的经济效益亿美元（1997）项目经济效益本领域中比例%工业，其中60084.5半导体加工442.662.3辐射化工产品90.812.8辐射装置和设备35.35.0消毒灭菌（医疗用品）23.53.3射线仪表5.40.78无损检测2.50.35农业101.4医疗10014美国和日本的数据和特点11美国和日本的数据和特点产业规模大，应用面广（以钼锝应用、体检中心和PET应用为例）新产品开发和传统产品升级快（以质子治疗和cyberknife,钴治疗机为例）专业化程度高（sandex,beam-one,Wasik)，连锁企业管理规范适度121314行内外国企业专门生产辐射化工产品的美国Raychem公司，2001销售收入达到40亿美元生产同位素药物和标记化合物的Amersham公司，2003年收入和利润分别达到16.52亿英镑和2.99亿英镑，2004年被通用电气（GE）收购，成为通用电气健康产品部的一部分15行内外国企业加拿大的Nordion公司是世界钴-60、钼-锝和钴治疗设备的主要供应商；QSA-Global是美国最主要的工业同位素和同位素仪表供应商阿海珐（AREVA)集团生产核仪器仪表的Canberra公司，2005年销售收入达到17亿美元生产加速器的IBA公司2006年销售收入达到1.7亿欧元，利润3000万欧元16行内外国企业世界最大的辐照消毒灭菌连锁企业Sterigenics在北美地区有40座服务中心，其中21座全部或部分采用辐照方法北美第二大辐照消毒灭菌连锁企业Isomedix在北美有21座消毒灭菌服务中心欧洲最大的辐照消毒灭菌连锁企业Isotron在全世界有17个消毒灭菌中心17Sterigenics

服务中心分布图行内外国企业18Sterigenics

服务中心分布图行内外国企业19Isomedix公司服务中心分布行内外国企业20国内发展概况

根据行业协会的数据核技术应用产业2006年底年总产值约600亿元人民币；其中辐射化工产品75亿元、辐射育种和示踪50亿元、离子注入240亿元、同位素仪表35亿元、放射性药物6亿元。（很明显各国统计的口径不一样，如中国没有核医学收入的数据，只能参考）1999-2003年间,年均增长率为18%21国内发展概况

300余家单位从事同辐技术及产品的研发生产,其中包括230家企业，40家科研院所和20所大学使用放射性同位素的单位有6万家，使用设备3万6千台套，从业人员达到5万余人22从九个方面进行描述

核农学核医学伽玛辐照装置工业电子加速器辐射化工产品辐射技术服务射线检测与控制环保领域应用放射性示踪服务国内发展概况23

到2002年底，中国已累计育成突变品种638个，超过世界各国辐射诱变育成品种总数的四分之一辐射诱变良种年种植面积约占中国各类作物种植面积的10%辐射诱变良种作物每年为中国增产粮食近40亿公斤、棉花1.5—1.8亿公斤、油料0.75亿公斤。

1.

核农学241.核农学

近10年来，中国利用同位素示踪法，增产粮食19亿公斤，创经济效益28亿元中国自60年代以来，先后对10多种害虫进行辐射不育研究近年来对柑橘大实蝇的人工饲养与释放试验，取得了成功252.

核医学

4500余人从事核医学的研究应用，15000余人从事放射治疗工作

大城市的中心医院已普遍建立了核医学科

每年核医学检查超过80万人次，治疗1000万人次40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同位素和制品26500台SPECT300台化学发光免疫分析仪2000台放免分析仪2.核医学78台PET250台X刀67台γ刀100台γ相机560台医用加速器3300台全身

X射线断层扫描仪60台荧光免疫分析仪400台后装治疗机460台cobalt-60治疗机

40多家有关的生产企业可以供应1000余种放射性同位素和制品，自给能力超过80%。.272.核医学

99Tcm放射性显像药物的临床应用已普及

加速器药物在越来越多的医院得到应用

18F放射性显像药物正快速发展192Ir

后装源被广泛应用于临床治疗已经能够大量生产125I种子源，并收到了良好的临床治疗效果，目前仍在迅速发展282.核医学

用以治疗肝癌的131I标记单克隆抗体药物已经初步开发成功正大力量研发多种核素标记的单克隆抗体药物和多肽药物

在小分子肽显像和单克隆抗体免疫显像领域的研究取得了某些进展

292.核医学

放射性药物在医学上已是必不可少。碘-131系列、碘-125、钐-153-EDTMP、氯化锶[88Sr]、铼-186-HEDP、磷-32放药系列、Y-90系列等，以及根据生物导向原理和同位素示踪技术研制的类风湿关节炎特效药物“云克”，以及骨肿瘤的治疗药物“利主”等均有进一步的发展前景核素标记的单克隆抗体药物将很快投入实际的应用，并且前景巨大302.核医学

钼（锝）-99用于各种脏器和功能显像，诊断各种疾病和人体各脏器功能，使用量占核医学体内显像药物的约80％，是主要的医用放射性同位素，今后国内的需求仍将进一步增加放射性介入疗法将高比活度、小尺度的放射源（Ir-192，直径1mm）嵌入癌组织治疗癌症，减少了对人体正常组织的伤害和病人的痛苦，在美国的年用量达到了6亿美元。我国目前发展迅速312.核医学

PET（正电子发射计算机断层显像）

PET是继CT和核磁共振（MRI）之后应用于临床的一种新型的影像技术，其原理是将人体代谢所必需的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸等标记上短寿命的正电子放射性核素（如18F）制成显像剂注入人体后进行扫描成像。当疾病早期处于分子水平变化阶段，MRI、CT检查还不能明确诊断时，PET检查即可发现病灶所在，并可获得三维影像

PET扫描所使用的放射性核素量很少，而且半衰期很短（2—110分钟），在受检者体内存留时间很短。一次PET全身检查的放射线照射剂量远远小于一个部位的常规CT检查，因而安全可靠322.

核医学

PET的快速发展离不开医用小回旋加速器

PET扫描所使用的短寿命正电子核素要靠医用小回旋加速器来制取。由于所使用的核素半衰期很短，因此加速器一般安装在医院的PET中心内，按照病人检查的需要随时开机，提供即时的核素和标记药物随着PET的快速发展，医用小回旋有着广阔的市场。目前内PET中心的加速器全部依赖进口。原子能院已经完成了医用小回旋的关键技术研究，下一步准备研制样机并使其产业化332.

核医学单光子发射断层扫描：（SPECT）SPECT主要用于脑显像和诊断。其基本原理是把能够放出纯粹γ光子的放射性核素或药物注入或吸入人体，核素浓集于血流丰富的脑组织中，发出γ射线，由显像仪接受，经计算机处理，以三维显象技术显示出清晰图象

由于SPECT主要是利用示踪剂进行显影，以测定脑血流量与脑血溶量，而脑部多种疾病与此有关，故对脑中风、脑动脉瘤、动静脉畸形、脑瘤、癫痫、脑外伤、脑梗塞、痴呆、多发性硬化等都可获得满意的辅助诊断效果，能够弥补CT的不足，另外还可对各类痴呆进行鉴别。与PET相比，获得的脑部图象相似，但价格要低廉的多,是目前脑病诊断的主要发展方向342.

核医学

采用介入治疗，植入微型种子源治疗前列腺癌等疾病，是近年来兴起的新方法。由于其疗效明显，病人痛苦小不需开刀，发展很快。在我国，放射性介入疗法已经开始采用，深受患者欢迎。国内已经具备了I-125和Pa-103种子源的批量生产技术，可以供应国内市场，并有望出口352.核医学

核医疗器械、装置在发达国家中还在不断完善、更新和增加，如日本用C－14离子束治疗癌症已取得了很好的效果，我国也可以发展

BNCT（硼中子俘获治疗）在多类肿瘤和关节炎的治疗中前景广阔362.核医学

硼中子俘获治疗装置（BNCT）BNCT是将B-10原子聚集在肿瘤上，用高通量热中子照射，使B-10发生核反应，进而生成α粒子和Li-7的反冲核。由于释放出的α射线射程正好与癌细胞的直径相当，因此具有良好的区域性，能有效的杀死癌细胞，并最大限度地减少对正常组织的损伤，是细胞内的治疗372.核医学目前，BNCT的应用正在向肝癌、肺癌、前列腺癌、乳腺癌、黑素瘤等多方面发展，其治疗领域不断拓宽且发展很快，具有广阔的空间微堆是我国特有的技术。利用微堆可以产生热中子及超热中子，将微堆与医疗手段结合建立BNCT中心，以其独特的亲用户特征，是肿瘤治疗产业化的优选之路383.

伽玛辐照装置

06年新建成13座辐照装置30万居里（1.11x1016Bq）以上的商用γ辐照装置达到了101座，总设计装源能力约1亿居里

到2006年底，实际装源量达到了3600万居里（1.33x1018Bq）年份1994200220042006实际装源(万居里)600180028003600393.伽玛辐照装置

目前有6座新装置（总设计装源能力约1500万居里）在建

γ辐照的应用领域在以辐照食品为主的同时，加快了向辐照消毒灭菌与化工产品方面转化

γ装置正在向专业化、大型化发展，中国过去长期存在的钴源装置小、土、杂的状况正在从根本上得到改变。404.工业电子加速器

到06年底，已经建成的功率5kw以上的工业用电子加速器达到了105台年份1993200220042006台数145671105功率469353243726664414.

工业电子加速器

新建的工业用电子加速器的应用方向已从过去单一的辐射交联线缆与热缩材料向烟气脱硫脱硝、大型工业CT、消毒灭菌和其他新型辐射化工产品方面发展。辐照产业的快速发展，针对不同的辐照产品，出了钴-60的需求会适度增加，低能大功率辐照加速器、高能大功率辐照加速器均有较大的增长前景。424.

工业电子加速器

目前前辐照加工用的是伽玛射线和电子束，本世纪辐射离子束应用将占有重要地位；既有物质的性质又有能量的性质；沉积、溅射和离子注入；对聚合物的辐照改性是重点发展方向43

5.辐射化工产品

辐射化工的主要产品—辐射热缩制品、交联电线电缆，产值增长迅速。年份199320022006产值2500万元32亿元75亿元445.辐射化工产品

辐照电缆和热缩材料的应用还将进一步增加。随着城市电网改造的加快，国内每年需要1-10mm2的阻燃电线就达200万公里。航空、航天、海上石油开采、通讯、核电等领域也需要大量的特种线、缆，而且在性能上提出了更高要求。

455.辐射化工产品

利用辐照使聚乙（丙）烯交联生产出高科技新材料。质轻、无毒、无异味、吸水性极低、导热系数很小、刚性和挠性适中、不粉化，具有优良的隔热、减震、隔音、防水、耐老化、耐腐蚀性能，还具有可粘、机加工、热成型等二次加工性能。在汽车制造、IT、特种包装、建筑、农业、渔业、日常生活、休闲、文体等多个领域有广泛的应用前景。465.辐射化工产品

辐照交联橡胶材料在发达国家占据了辐射化工产品的主要分额，但在我国基本处于空白状态，但用于轮胎的技术比较复杂。由于发达国家开始限制橡胶中硫的含量，用辐照的方式进行橡胶交联具有巨大的市场前景。仅为生产乳胶液一年就有80万吨的市场分额。对高性能的汽车轮胎的需求也将随着我国汽车产业的发展而大大增加。475.辐射化工产品

水凝胶是类似生命组织的高分子材料，具有良好的生物相容性，不影响生命体的代谢过程。除此之外，由辐射交联方法制备的天然高分子水凝胶具备无毒、无添加剂、可降解等特点。辐射交联水凝胶可用作医用敷料（代替纱布和绷带）、各类面膜等美容用品。强性保冷水凝胶可用于冰枕、冰袋、低温运输的保冷材料等等。由于（辐射）水凝胶具有显著的优点，可望在以上领域替代现有材料而广泛使用，情景十分看好。485.辐射化工产品

辐射接枝材料利用辐射接枝工艺可以获得具备特殊性能的功能材料，例如用于污水处理的絮凝剂产品；高性能电池隔膜等。

上海原子核所和清华核研院并已开发出电池隔膜等产品，取得了可观的经济效益。这类材料应用还有巨大的空间。495.辐射化工产品

碳化硅纤维：由于其耐高温、高强度的特性，是应用于导弹、火箭或飞机等特殊部位的理想材料，国外对我国实施技术封锁。目前国内正在自主研制，必须通过辐照技术才能达到理想的性能指标。低聚壳聚糖：广泛应用于食品工业、保健品行业的原材料和添加剂，利用辐照降解技术可以实现大规模生产。506.辐射加工服务

食品和农产品的辐照检疫处理可以用来消毒灭菌、保鲜，并有效防止农业虫害传播

03年中国经过辐照处理的食品已超过10万吨，比99年的6万吨增长了67%，辐照量位居世界第一。总体上食品辐照的需求应当是会增加的，单随着食品生产企业卫生条件的提高，某些速食品的辐照可能会下降。初级农产品的辐照还有巨大的增长空间。51

中国仍有相当大比例的医疗卫生用品没有采用辐射消毒；

在发达国家，医疗卫生用品的辐照消毒大约占用了钴源装源量的80%。化学法所采用的消毒剂环氧乙烷发现具有强的致癌效应，欧共体及其贸易伙伴自1991年起就明文禁止在医疗保健行业采用环氧乙烷、溴甲烷熏蒸法进行灭菌处理。6.辐射加工服务526．辐射加工服务

随着对环境保护与人民健康的重视，医疗用品的辐照消毒发展很快；《蒙特利尔议定书》规定损害臭氧层的溴甲烷或环氧乙烷之类化学物质，必须停止排放。我国是缔约国之一，2015年以后化学灭菌方法（环氧乙烷）的使用将大大增加。

至2003年底，约有超过20%的伽玛辐照装置用来进行医疗用品消毒，预计这一比例将迅速上升。

537.射线检测与控制

全国到03年底同位素仪器仪表产值估算为35亿元，比99年增长了190%；常规同位素仪表的使用量已超过2.5万台；核子秤年产2500台，占有了国内大部分市场。料位计、水分计、厚度计和成分分析仪在可靠性、稳定性和智能化上均有突破。547．射线检测与控制

离子感烟式火灾报警系列产品及联动探测系统占据了国内一半的市场份额；大型集装箱检测系统是中国核检测技术领域最具国际竞争力的产品，以加速器为射线源的检测系统2003年的销售额为4.3亿元。

557．射线检测与控制

随着走私、犯毒和非法武器贩运以及恐怖爆炸活动日趋猖獗和隐蔽，集装箱检测系统、爆炸物探测系统等显得日益重要。利用它们可以实现在线的迅速检测，无需开包便可对包装或容器内的物品实现检测。国内的集装箱检测系统已经达到国际领先水平，并已出口到20多个国家和地区。567．射线检测与控制

利用探伤装置和探伤加速器可以对大型管道、工业设备、桥梁建筑等构件的内部缺陷进行无损检测。国内目前初步形成了2MeV、4MeV、6MeV、9MeV完整的高能X射线无损检测加速器系列产品，性能与美国同类产品相当，有较好的发展前景，某些成品已经开始成规模销售，预计将迅速发展。57