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走进“核技术+”——民用核技术绿色发展论坛综述
文章来源:中国核工业报 日期:2018年12月05日

  时间倒回到十几年前,人们尚未认识到“互联网+”的生命力。而如今,“互联网+”已经通过与传统产业的融合,以迅雷不及掩耳之势,创造出新的发展生态。这或许就是科技创新的力量,势不可挡,推动整个社会产业不断地升级、演进。未来,“核技术+”也许会提供同样巨大的能量。

  核技术应用属于战略新兴产业,中国有三分之一的行业与核技术紧密相关。正如国际原子能机构(IAEA) 2009年核技术评价报告所指出的:“就应用的广度而言,只有现代电子学与信息技术才能与之相提并论。”在核技术进一步发展的情况下,其与传统产业的结合,无疑将会?#38498;?#32773;的升级改造和人民生活水平的提高产生积极影响。“核技术+”到底会给人类带来怎样的绿色发展前景?从此次在?#26412;?#20030;行的论坛上的一些热点议题中或许可见一斑。

  热点一:防霾

  论坛举行当天,?#26412;?#22478;迎来了入冬以来的第三次空气重污染预警,这也让推进冬季清洁取暖的呼声更加高涨。会场上,叶奇蓁院士对核能供暖的?#27493;?#21487;谓是切中了社会需求。

  据了解,我国共有15个省、市、自治区需要冬季供暖,且供暖面积还在以年均约10%的增速飞速扩大,在2015年已达131亿平方米。供暖需求的飞速增长导致我国北方地区供热能力无法及时跟进。目前,城镇集中供热中燃煤热电联产占48%,燃煤锅炉占33%,清洁热源不超过4%。清洁供热、低碳发展要求取代散煤燃烧和小锅炉,压减大型燃煤锅炉已经成为能源结构转型的大趋势。与此同时,在清洁热源上,我国的天然气缺口?#29616;兀?#21487;再生能?#20174;?#29992;的程度?#31995;停?#23547;找新的清洁能源迫在眉睫。

  核能供热技术的发展,为解决冬季清洁供热提供了可能。数据显示,一座400兆瓦的低温供热堆能够对1000万~2000万平方米建筑进行供暖,满足县级市采暖供热要求。在燃料消耗上,一座400兆瓦的低温供热堆每年消耗的核燃料仅大约2.5吨,可替代32万吨燃煤或16000万立方米天然气。而在供热成本上,核能供热远优于燃气、用电,可?#21592;?#25311;燃煤,批量化之后还可进一?#25945;?#39640;其经济性。

  有关专?#19968;?#34920;示,核能供热具有明显优势,即零堆熔、零排放、技术成熟、运维简单?#21462;?#30446;前,国家十部委发布规划提出,安全发展低温游?#22659;?#20379;热示范堆。中核集团已经于2017年12月,在中国原子能科学研究院进行了低温供热堆试验演示,?#20013;?#20379;热168小时,取得了成功,目前正在积极推进示范工程,预计在2020年前后建成投运,在2020年后实现产业化发展。

  热点二:治癌

  核技术对医学的改变?#24515;?#20849;睹,无论是利用医用?#38080;?#22120;进行反射性治疗,还是利用医学影像设备PET/CT进行癌症检查。此次论坛上,中科?#33322;?#20195;物理所党委书记?#38498;?#21355;介绍了离子束在肿瘤治疗领域的应用,这是核技术治疗癌症的又一突破。

  相比于传统的放疗,重离子治疗控制精准,对健康组织损伤小。凭借这些优势,重离子肿瘤治疗在世界范围内迅速发展。目前全世界离子束肿瘤治疗装置大约为120台,治疗2.5万病例。

  近物所从上世纪90年代初开始应用碳离子做辐射细胞的基础研究,从2006年开始进行第一例临床肿?#38718;?#20154;的实验,2013年开始有商业化的样机,进行产业化的推广,目前已经在我国建成?#25945;?#35013;置,分别位于甘肃省的武威市和兰州市。?#38498;?#21355;表示,武威的装置已经开始首批病人治疗。在此研究基础上,近物所开始了下一代重离子肿瘤治疗装置的研究,发展趋势会朝着低成本、小型化、可视化等方向发展。

  核技术治疗癌症的另一大前沿热点则是?#39318;?#27835;疗。据了解,目前我国正在积极推进?#39318;?#27835;疗设备的国产化进程。今年9月,中核集团首个?#39318;?#27835;疗示范工程项目在天津滨海正式开工建设。此前,中核集团已经成功完成癌症治疗230MeV超导?#39318;?#22238;旋?#38080;?#22120;主要大型设备研制工作。随着示范工程建成,我国也将在?#39318;?#27835;疗这一高端医疗设备领域中占有一席之地,推动国内癌症治疗工作实?#25351;?#22823;的进步。

  至于放射性治疗癌症未来的发展趋势,?#38498;?#21355;认为会朝着光子放疗、离子束放疗、免疫治疗、放射性同位素药物治?#39057;?#26041;向协同发展。

  热点三:公众安全

  随着安全问题变成了热点,核技术在安全领域的应用迎来广阔天地。据了解,2015年这一领域全球市场规模达到240亿美元左右,这几年还有大幅的增长。

  同方威视技术股份有限公司高级副总?#32654;?#20803;景在报告中分享了?#24067;?#30340;主要任务:大型货物/车辆检查(集装箱检查)、行李检查、旅客检查。而这三类检查的主流技术?#38469;?#26680;技术。

  在大型货物及车辆查验方面,经过20多年的发展,我国发展了单能单视角、双能双视角、X射线中子融合及集装箱CT技术,并且一直在这些技术领域处于领跑地位。

  行李物品检查方面,目前研发的双能CT,能够发?#36136;?#21035;隐藏的物体,可自动?#35762;?#29190;炸物/毒品。李元景认为未来行李物品检查的发展趋势是CT技术+智能识别技术。能够对行李进行三维成像,并用机器代替人去进行检查。

  旅客检查与公众生活息息相关。现在大家坐飞机、坐地铁都会经过金属门进行检查。不过这只能检查有没有金属,对液体炸药、陶瓷刀等非金属物品无法检查。新一代的成像?#24067;?#35774;备有四种技术:一是X射线透射技术,能检查体内藏毒?#21462;?#20108;是X射线?#25104;?#23556;,能?#32531;?#22909;地检测人体携带的各?#27835;?#20307;。三是毫米波成像,不仅可以检测出隐藏在织物下的金属物体,还可以检测出炸药?#20219;?#38505;品。四是被动太?#20806;?#25104;像技术,能在5~10米动态范围内知道旅客身上装的是?#35009;?#19996;西。

  热点四:环保

  随着公众对环境问题的日益关注,核技术在环保领域的应用成为又一热点。核空气净化在一些核设施里面会用到,其主要有三个作用:一是为人提供好的工作环境;二是为设备的正常运转提供舒适的环境;三是限制和控制核通风污染工业废气的排放。核空气净化属于辐射防护、放射性废物处理、采暖通风等形成的交叉领域,包括五类污染物:气溶胶、碘、惰性气体、 氚、活化产物。中国辐射防护研究院表示,自1964年以来,该院在放射性气溶胶、碘、惰性气体的净化与滞留技术方面,取得了一系列自主化研究成果。其在核空气净化方面基本上形成了完整的产业链,能够为很多核设施、核电站提供吸附器。

  除此之外,核技术还应用到环境污染监测和三废处理中。中国第一个电子束辐射处理烟气废气示范工程建于成都。随着国内推出趋于严苛的环保标准,对工业废水治理也提出了新的要求。目前,国内利用电子?#38080;?#22120;处理工业废水已经步入产业化阶段。在该领域,我国有广泛的市场。按照2014年我国工业废水排放量205.3亿吨计算,每天排放超过5600万吨,每套电子束辐?#20806;?#32622;处理能力为5000吨/天,按照5%的工业废水采用电子束辐照技术处理计算,需要电子束辐?#20806;?#32622;600套,对应市场规模近100亿元。而在一些新的环保领域,比如室内家具污染、轮船废水处理方面,核技术应用也有新的市场。

  结语

  毫无疑问,“核技术+”传统产业应用是涉及领域广泛的朝阳产业。发展民用核技术产业,可以为培育壮大新动能提供动力支撑,提高产品和服务的供给质量,推动实?#25351;?#39640;水平的产业升级。

  同时,也要清醒地认识到,虽然“核技术+”前景广阔,但很多?#36136;?#29942;?#27604;园?#22312;眼前,特别是公众沟通需再接再厉,行业监管体系建设任重道远。我国的核监管体系仍在总结经验,?#20063;?#36317;,不断地完善,为“核技术+”提供制度保障,最终目的是构建整个中国的核与辐射监管的安全大厦。(葛维维 郑可)

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