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儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】在自然界中，目前碳元素已知的同位素共有15種，其中碳12與碳13屬于穩(wěn)定性同位素，其在自然界中的豐度分別為98.89%和1.11%，例如我們所常見的石墨、鉛筆芯、鉆石等，都是碳-12。除此之外，還存在一種同位素“兄弟”，這位“兄弟”不僅能夠在考古學(xué)中測定生物死亡年代，并且還能夠標(biāo)記化合物作為示蹤劑，探索
化學(xué)和生命科學(xué)中的微觀運(yùn)動，即——碳-14。
碳-14是透過宇宙射線撞擊空氣中的氮十四原子所產(chǎn)生的的，其半衰期約有5730年，因此能夠根據(jù)死亡生物體的體內(nèi)參與碳-14成分來推斷其存在年齡。生物尚存活時(shí)需要呼吸，體內(nèi)的碳-14含量基本沒有變化，而生物死去停止呼吸后，體內(nèi)的碳-14逐漸開始減少。科學(xué)家們可以通過測量任何已死亡的生物體中碳-14與碳-12的比例含量，并將其與自然發(fā)生的比例進(jìn)行比較，就能計(jì)算出其死亡的時(shí)間，這種方法就是常說的碳定年法。
不只是碳定年法，由于碳-14具有放射性，能夠被檢測出來，因此時(shí)常被用作標(biāo)記物而進(jìn)行標(biāo)記與檢測，例如在農(nóng)藥中加入碳-14，后期可以通過檢測農(nóng)作物上所含碳-14的含量，從而判斷農(nóng)藥的殘留量。碳-14同位素廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域，是
幽門螺旋桿菌檢測、藥代動力學(xué)研究、β射線環(huán)境監(jiān)測的首選示蹤劑。
近幾年，
碳-14呼吸試驗(yàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于Hp的檢測中，且碳-14雖然屬于一種放射性核素，但是研究選擇的劑量低微，相對于胸部X線片放射檢查所帶有的一次
輻射量相對較少，具有一定安全性。碳-14呼吸試驗(yàn)具有簡便、快捷、安全衛(wèi)生、成本低且不會引發(fā)感染等優(yōu)勢，同時(shí)其Hp感染陽性檢出率更高，能夠運(yùn)用于Hp感染診斷和隨訪當(dāng)中，與胃鏡檢查結(jié)合運(yùn)用可以起到互補(bǔ)的作用，提高Hp感染的檢出率，提供有效的治療指導(dǎo)信息。
碳質(zhì)氣溶膠作為大氣氣溶膠的重要組成，對環(huán)境、氣候和人類健康等能產(chǎn)生重要的影響。碳-14不僅能定性區(qū)分生物源和化石源，還能定量分析不同來源對有機(jī)碳和元素碳的貢獻(xiàn)比例。氣溶膠碳-14源解析技術(shù)的應(yīng)用甚至可以嘗試從點(diǎn)源觀測(如城市和背景點(diǎn))向觀測群延伸，如全國或者一定區(qū)域(如珠三角和長 三角等)的氣溶膠觀測網(wǎng)絡(luò)中，通過建立基于野外觀測的“自上而下”的有機(jī)碳和元素碳的來源排放清單解析，從而在一定程度上檢驗(yàn)、印證和修正基于排放因子的“自下而上”的研究結(jié)果，最終減小我國含碳?xì)馊苣z排放清單的不確定性。
2021年6月，國家原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合科技部、公安部、生態(tài)環(huán)境部等7部門發(fā)布《醫(yī)用同位素中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》，《規(guī)劃》提出了我國“十四五”期間和今后一段時(shí)期醫(yī)用同位素產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想、主要原則與階段性目標(biāo)。并指出，到2025年，一批醫(yī)用同位素發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)取得突破，適時(shí)啟動建設(shè)1~2座醫(yī)用同位素專用生產(chǎn)堆，實(shí)現(xiàn)常用醫(yī)用同位素的穩(wěn)定自主供應(yīng)；到2035年，在充分保障我國人民健康需求的基礎(chǔ)上，積極推動醫(yī)用同位素“走出去”，為構(gòu)建人類衛(wèi)生健康共同體作出貢獻(xiàn)。
在以往，我國采用用于實(shí)驗(yàn)研究的小型反應(yīng)堆來生產(chǎn)碳-14，但是由于產(chǎn)量小，生產(chǎn)不連續(xù)，無法形成穩(wěn)定的供應(yīng)，所以，過去我國的碳-14供應(yīng)全部依賴于進(jìn)口。近日，中核集團(tuán)使用商用核電機(jī)組，可以長期保持高功率穩(wěn)定運(yùn)行，連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)碳-14。全球首批商用堆碳-14輻照生產(chǎn)靶件在中核集團(tuán)秦山核電三廠2號重水堆機(jī)組入堆，標(biāo)志著我國開啟商用堆生產(chǎn)碳-14同位素，并預(yù)計(jì)將在2024年開始向市場供貨。
這是中核集團(tuán)攜手各方在醫(yī)用同位素生產(chǎn)方面取得的重大突破，將解決國內(nèi)碳-14同位素供給問題，為打造核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)示范基地、建立穩(wěn)定自主的醫(yī)用同位素供應(yīng)保障體系，帶動同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。并且碳-14靶件入堆輻照，標(biāo)志著碳-14的生產(chǎn)將開啟自主化的道路。
解決碳-14自主化生產(chǎn)的問題，能在源頭上一定程度遏制住我國的胃癌增長勢頭。碳-14同位素自主化生產(chǎn)將徹底解決國內(nèi)碳-14同位素供給問題，為打造核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)示范基地、建立穩(wěn)定自主的醫(yī)用同位素供應(yīng)保障體系，帶動同位素應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，提升人民健康水平作出新的更大貢獻(xiàn)！
(資料參考來源：科技日報(bào)、央視新聞、知乎、百科、知網(wǎng)等)
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