本(ben)文(wen)根(gen)據柴之芳(fang)院(yuan)士(shi)在(zai)中(zhong)國(國際(ji))核技術(shu)產業發展論壇上的講話整理而成。
他談到：
● 我們(men)一想到核(he)(he)，首先想到的(de)是(shi)核(he)(he)能(neng)。但(dan)其實核(he)(he)能(neng)的(de)總產值是(shi)比(bi)不(bu)上(shang)核(he)(he)技(ji)術(shu)應用(yong)的(de)，只有后者的(de)四分之(zhi)一到五分之(zhi)一;更不(bu)用(yong)說給社會提供(gong)的(de)工作崗位，民用(yong)核(he)(he)技(ji)術(shu)領域提供(gong)的(de)工作崗位數量(liang)是(shi)核(he)(he)能(neng)的(de)十倍。
● 今年7月起，PET/CT檢查被納入浙江省(sheng)大病保險(xian)支付范圍。我想別的省(sheng)份也可(ke)能跟進。
● AI、人工智能(neng)、機(ji)器學習等新(xin)技術，將使(shi)制藥(yao)業發生革命性的變化(hua)。研制同(tong)位素(su)新(xin)藥(yao)也需要學習，與AI結合起來，才能(neng)打(da)開同(tong)位素(su)藥(yao)物的新(xin)天地。
● 真正的(de)氫(qing)能需要(yao)綠顏色的(de)氫(qing)，不要(yao)黑顏色的(de)氫(qing)。核技術怎么去(qu)幫助實現(xian)?
● 現在我國核技術發展面臨的主(zhu)要問題，是體量還不夠，上(shang)升空間很大(da)。
● 產業化還(huan)要解決的(de)一個問題是體制機制。現在都講“卡(ka)脖子”，不能忘了我們自己還(huan)在卡(ka)自己的(de)脖子。
● 要加快醫用(yong)質(zhi)子和(he)重離子加速器市場轉化速度。我的看(kan)法是質(zhi)子治療(liao)在(zai)先、重離子治療(liao)在(zai)后，因為重離子要求(qiu)醫院投入的成本太高了，第一步還是從質(zhi)子開始。
01 — 核技術的特點 —
核技術(shu)是(shi)一門(men)基于(yu)核性質、核反(fan)應、核效應、核輻射、核譜學和核裝置的高技術(shu)。
核(he)技(ji)術(shu)有幾(ji)個特點，首先是(shi)科(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)化和技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)化。不能一說技(ji)術(shu)就說做一個產品，必須要(yao)懂得里(li)面的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)是(shi)什么;同時做科(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)如果(guo)僅僅是(shi)發表優秀(xiu)的(de)(de)(de)論(lun)文(wen)，也是(shi)不夠的(de)(de)(de)，一定要(yao)想辦法做到(dao)成(cheng)果(guo)轉化。
其次是交叉性。交叉學(xue)(xue)科當(dang)前備受國家重視，從國家科技(ji)部、自然科學(xue)(xue)基(ji)金(jin)委員會，再(zai)從這次兩院(yuan)院(yuan)士(shi)大會上習近平總書記(ji)的講話(hua)，都(dou)關注到交叉融合。核(he)(he)技(ji)術和別(bie)的學(xue)(xue)科融合，產(chan)生了很多交叉學(xue)(xue)科，比如(ru)核(he)(he)醫學(xue)(xue)、放射醫學(xue)(xue)，還有(you)核(he)(he)地學(xue)(xue)、核(he)(he)農(nong)學(xue)(xue)、核(he)(he)天文學(xue)(xue)、核(he)(he)水(shui)文學(xue)(xue)等。
再有(you)就是產(chan)業(ye)(ye)化，這是今天要(yao)談的(de)(de)主要(yao)方面(mian)。核技術應用(yong)的(de)(de)全球產(chan)業(ye)(ye)化規模近萬億美(mei)(mei)元(yuan)，發達國家的(de)(de)經(jing)濟效應已(yi)經(jing)超過了(le)GDP的(de)(de)2%。美(mei)(mei)國長期保持在GDP的(de)(de)4%~5%，大約每年8000億美(mei)(mei)元(yuan);日本和歐洲占(zhan)GDP的(de)(de)2%~3%。我(wo)國核技術應用(yong)產(chan)業(ye)(ye)已(yi)初具規模，年產(chan)值超3000億元(yuan)，近年來年均增長率超過20%，但(dan)整(zheng)體來看體量還是不夠，產(chan)值僅占(zhan)GDP的(de)(de)0.4%左右。
我們一想到(dao)核(he)，首先想到(dao)的(de)(de)是(shi)核(he)能(neng)。但其實核(he)能(neng)的(de)(de)總產值是(shi)比(bi)不上核(he)技術應用(yong)的(de)(de)，只有(you)后(hou)者的(de)(de)四分(fen)之(zhi)一到(dao)五分(fen)之(zhi)一;更不用(yong)說給社(she)會(hui)提供的(de)(de)工作崗(gang)位(wei)，民(min)用(yong)核(he)技術領域提供的(de)(de)工作崗(gang)位(wei)數量是(shi)核(he)能(neng)的(de)(de)十倍。國民(min)經濟的(de)(de)10大門(men)類(lei)都是(shi)核(he)技術的(de)(de)應用(yong)場景，其中工業(ye)應用(yong)最多(duo)，往下是(shi)醫療(liao)、農業(ye)等(deng)。根據(ju)統計數據(ju)，我國在用(yong)的(de)(de)放射源(yuan)14.4萬枚，射線(xian)裝置18.9萬臺。
02 — 我國核技術應用現狀 —
民用核技術中很大一塊(kuai)是(shi)同位(wei)素，醫(yi)用同位(wei)素就是(shi)今天發布會的主題(ti)。這是(shi)一個很龐大的市場，每年使(shi)用Tc-99m的診斷(duan)(duan)人(ren)數有(you)(you)4000萬左右(you)，其中美國(guo)就使(shi)用了全(quan)球50%以上的Tc-99m。全(quan)球有(you)(you)超過(guo)650多(duo)臺(tai)30MeV或者更高(gao)能量的加速器，還有(you)(you)3000余臺(tai)正電(dian)子發射計算(suan)機斷(duan)(duan)層(ceng)顯像(PET/CT)設備(bei)。
1958年我國(guo)剛(gang)建好反應(ying)(ying)堆(dui)時，其實已經研制(zhi)出了30多種的同位素(su)(su)，如Mo-99、I-131、I-125、Sr-89、P-32、Sm-153等，可以(yi)滿足國(guo)內的一些(xie)需求。但是由(you)于反應(ying)(ying)堆(dui)的老化(hua)、退役，承擔的國(guo)家(jia)科研任務重，研究堆(dui)不能(neng)滿足商(shang)用要(yao)求，現在(zai)能(neng)夠提(ti)供的同位素(su)(su)太少了，絕大部分要(yao)靠進口。
我國(guo)從事核醫(yi)學診斷的(de)機構2017年(nian)是(shi)927家，最新有(you)1148家，核醫(yi)學診斷的(de)從業人(ren)員12578人(ren)，PET設(she)備(bei)(bei)是(shi)427臺(tai)(tai)，小型(xing)回(hui)旋加速器(qi)120臺(tai)(tai)左右，還有(you)單光子發射計算機斷層成像術(shu)(SPECT)設(she)備(bei)(bei)和γ照相機等903臺(tai)(tai)。我國(guo)顯像診斷每年(nian)是(shi)340萬人(ren)次(ci)(ci)，其(qi)中PET/CT約85萬人(ren)次(ci)(ci)，核素治療每年(nian)52.8萬人(ren)次(ci)(ci)。
醫療中應用了(le)大(da)量的PET設備(bei)，現在的數量還在增加(jia)之(zhi)中。今(jin)年7月起，PET/CT檢查被納入(ru)浙(zhe)江省(sheng)大(da)病保險(xian)支付范(fan)圍。我(wo)想別的省(sheng)份也可能跟(gen)進。這有利于PET/CT的推廣(guang)和發展。
上面(mian)說的是診斷，2015年全國有(you)1413家(jia)開展核(he)醫(yi)學治療(liao)的機構，現(xian)在(zai)還(huan)在(zai)增加。很多醫(yi)院都有(you)放射治療(liao)設(she)備(bei)和直線(xian)加速器。設(she)備(bei)包括伽瑪(ma)刀，還(huan)有(you)質子(zi)和重(zhong)離子(zi)治療(liao)設(she)備(bei)。上海復(fu)旦大學附屬腫瘤醫(yi)院引進(jin)了(le)一臺重(zhong)離子(zi)治療(liao)裝置，中國科(ke)學院近代物理(li)研(yan)究所(suo)研(yan)制成功了(le)一臺，現(xian)在(zai)已投入運營。現(xian)在(zai)還(huan)有(you)很多的醫(yi)院想建(jian)，需要國家(jia)衛生健康委(wei)員會的審(shen)批。
伽瑪刀主要用的是Co-60源，工業上也用了很(hen)多(duo)鈷(gu)源，秦山核電(dian)站利用重水堆實現了自主生(sheng)產(chan)。現在(zai)國內共有130多(duo)座鈷(gu)源的輻照(zhao)裝(zhuang)置，總量(liang)是1.7億居(ju)里，大多(duo)用于(yu)滅(mie)菌消(xiao)毒、電(dian)纜材料等方面。我國單座國產(chan)輻照(zhao)裝(zhuang)置設計裝(zhuang)源能力(li)能達(da)到600萬居(ju)里，可以(yi)說相(xiang)當(dang)高(gao)，有一些還出口(kou)到東南亞一帶的國家。
輻照加(jia)速(su)器(qi)的(de)數(shu)量也很可觀(guan)，主要用(yong)在材(cai)料改(gai)性、污染物處理、電線電纜、殺菌消毒、食品保藏等，國(guo)產的(de)輻照加(jia)速(su)器(qi)在國(guo)內(nei)的(de)市場占有率達到80%，增長迅速(su)。我國(guo)加(jia)速(su)器(qi)在低能(neng)、中能(neng)、高(gao)能(neng)都有布局，當然占比各有不同，在高(gao)能(neng)加(jia)速(su)器(qi)方面還(huan)要努力。
輻(fu)照(zhao)(zhao)在我國(guo)的(de)食(shi)品(pin)和(he)農業領(ling)域發揮巨(ju)大作(zuo)用，無論從種類(lei)還是(shi)數量(liang)上都位居世界(jie)前列。輻(fu)照(zhao)(zhao)育種方面(mian)，大面(mian)積的(de)播種面(mian)積可以達(da)到900萬(wan)公頃(qing)。另一(yi)個(ge)是(shi)中藥的(de)輻(fu)照(zhao)(zhao)，每年(nian)有(you)超過30萬(wan)噸的(de)中藥采用輻(fu)照(zhao)(zhao)處理(li)。檢疫(yi)、環境、公共(gong)安全等領(ling)域也有(you)很多新產品(pin)在嘗試。去年(nian)新冠疫(yi)情期間，核技術完成了大量(liang)醫療物資的(de)輻(fu)照(zhao)(zhao)滅菌(jun)，而且相當一(yi)部分是(shi)免費輻(fu)照(zhao)(zhao)的(de)，為國(guo)家做出了重(zhong)要貢獻。
03 — 展望及建議 —
對核技(ji)術的(de)(de)(de)展望分(fen)四個(ge)方面，第(di)(di)一(yi)個(ge)還是技(ji)術，沒(mei)有先(xian)進(jin)的(de)(de)(de)工具做不了好的(de)(de)(de)工作;第(di)(di)二，國家(jia)的(de)(de)(de)需求(qiu);第(di)(di)三，科(ke)學前(qian)沿;第(di)(di)四，產業(ye)化。
技(ji)術(shu)方(fang)面，首先是(shi)研(yan)究(jiu)(jiu)堆，研(yan)究(jiu)(jiu)堆可(ke)以開展中子散射等核物理實驗，也可(ke)以進行同位(wei)素(su)制備，不過研(yan)究(jiu)(jiu)堆生產同位(wei)素(su)會受到一些限(xian)制。
然后是同(tong)步(bu)輻(fu)射光(guang)源(yuan)，光(guang)源(yuan)對(dui)于產(chan)業化似乎作(zuo)用不大(da)，但(dan)對(dui)于前沿科學意義重(zhong)大(da)。例(li)如依托上海光(guang)源(yuan)就產(chan)生了(le)很多優(you)秀的(de)(de)(de)論文。如今在(zai)建(jian)的(de)(de)(de)北京光(guang)源(yuan)，是亮度最(zui)高(gao)的(de)(de)(de)第四代同(tong)步(bu)輻(fu)射光(guang)源(yuan)，希望四年(nian)后能夠建(jian)好，它對(dui)核技術的(de)(de)(de)開拓非常有利，對(dui)生命醫(yi)學、化學、材料(liao)等(deng)學科的(de)(de)(de)研究也能起到(dao)支撐作(zuo)用，例(li)如對(dui)于蛋白質的(de)(de)(de)結構測(ce)定。還有在(zai)東莞建(jian)成的(de)(de)(de)中(zhong)國散裂中(zhong)子(zi)源(yuan)，對(dui)物理化學、生物醫(yi)學都可(ke)以起到(dao)重(zhong)要作(zuo)用。除(chu)了(le)這些大(da)的(de)(de)(de)裝置以外(wai)，還有一(yi)些小型的(de)(de)(de)反(fan)應堆、模(mo)塊(kuai)堆，多用途的(de)(de)(de)加(jia)速(su)器、多種(zhong)的(de)(de)(de)放射源(yuan)、各(ge)種(zhong)新型的(de)(de)(de)輻(fu)射探測(ce)器，還有大(da)數據、人工智能等(deng)，都能推動(dong)核技術的(de)(de)(de)發展。
第(di)二是國(guo)(guo)家(jia)的(de)(de)需求(qiu)。“安全中國(guo)(guo)、經濟強國(guo)(guo)、貿(mao)易強國(guo)(guo)、美麗中國(guo)(guo)、健康中國(guo)(guo)”，核技術應該圍繞國(guo)(guo)家(jia)的(de)(de)重大(da)需求(qiu)來投入。比如當前很受關注的(de)(de)質(zhi)子、重離子治(zhi)療，質(zhi)子、重離子束進入身體(ti)，能量一開始(shi)比較小(xiao)，最后把(ba)能量沉積在(zai)腫(zhong)瘤位置上，達(da)到了殺死腫(zhong)瘤細胞的(de)(de)良好(hao)效果。還有(you)硼中子俘獲療法(BNCT)，現在(zai)BNCT有(you)一種藥(yao)物在(zai)日(ri)本已經被新藥(yao)評審，得(de)到日(ri)本FDA批準，我們國(guo)(guo)內(nei)還沒有(you)，不(bu)過國(guo)(guo)內(nei)也已研制成功我國(guo)(guo)首臺(tai)自主研發BNCT實驗裝置。
AI、人工(gong)智(zhi)能、機器學習(xi)等新(xin)技術，將使制(zhi)(zhi)(zhi)藥業發生革命性的變化(hua)。研(yan)制(zhi)(zhi)(zhi)同(tong)位(wei)(wei)素新(xin)藥也(ye)需要(yao)學習(xi)，與AI結合起來，才(cai)能打開(kai)同(tong)位(wei)(wei)素藥物(wu)的新(xin)天地。不然做(zuo)出的所(suo)有(you)同(tong)位(wei)(wei)素藥物(wu)都(dou)跟國外的一樣(yang)，沒有(you)創新(xin)。還有(you)3D打印(yin)技術也(ye)可以被引(yin)入(ru)同(tong)位(wei)(wei)素藥物(wu)的研(yan)制(zhi)(zhi)(zhi)。
第三是(shi)科(ke)學前沿(yan)。今天氫(qing)能發展(zhan)得很(hen)快。現在很(hen)多汽車都(dou)是(shi)電(dian)(dian)動的，這個電(dian)(dian)哪來(lai)的?還是(shi)通過(guo)石油轉化來(lai)的，所以并不是(shi)真正的氫(qing)能。真正的氫(qing)能需要(yao)綠顏色(se)(se)的氫(qing)，不要(yao)黑顏色(se)(se)的氫(qing)。核(he)技術怎么去(qu)幫(bang)助實現?
當然，核技術在尖端領域的研究(jiu)還(huan)有很(hen)多。比如(ru)最近(jin)我(wo)看到(dao)北京大學利用放(fang)(fang)射(she)性同位素在生物的正(zheng)交體(ti)系來(lai)研究(jiu)腫(zhong)瘤交往過(guo)程中(zhong)的免疫(yi)機制(zhi)，里面的核心是放(fang)(fang)射(she)性物質(zhi)。相(xiang)信(xin)這樣的研究(jiu)會越(yue)來(lai)越(yue)多。
最后(hou)一(yi)個是產業化。現在我國核(he)技術發展面臨的主要(yao)問題，是體(ti)量還不夠(gou)，上(shang)升空間很大。
每百萬(wan)人口PET的(de)數量，中國(guo)是0.17，與(yu)(yu)美國(guo)差了(le)(le)25倍(bei)以上，與(yu)(yu)韓國(guo)也差了(le)(le)25倍(bei)。現在美國(guo)70%左右的(de)腫(zhong)瘤患者用放(fang)療，而我國(guo)放(fang)療設備每百萬(wan)人口只有(you)1.57臺，只有(you)美國(guo)的(de)六分(fen)之一(yi)到七(qi)分(fen)之一(yi)，我們未來的(de)空間很大。
與此同時，產業發展系統性和前瞻(zhan)性不足(zu)，缺乏原創(chuang)性成(cheng)果(guo)，一些關鍵核心技術依賴國外，科(ke)技成(cheng)果(guo)轉化(hua)(hua)效率(lv)不高，產業結構(gou)需優化(hua)(hua)。核醫學診斷和治(zhi)療(liao)藥(yao)物(wu)及新(xin)型核素的研發基(ji)礎也比較(jiao)薄弱，大量急(ji)需的同位素、放射性藥(yao)物(wu)、標記化(hua)(hua)合物(wu)或原料(liao)仍(reng)需進口。
產(chan)業(ye)化還要(yao)解決的一(yi)個問(wen)(wen)題(ti)是體(ti)制機制。現在都講“卡(ka)脖子”，不(bu)能(neng)忘了我(wo)們自己還在卡(ka)自己的脖子。為什么放(fang)(fang)(fang)射性(xing)藥(yao)物發(fa)展不(bu)快?很多企業(ye)不(bu)愿意(yi)做，因為周期(qi)(qi)太(tai)(tai)長了。企業(ye)要(yao)盈利，不(bu)可能(neng)做八年、十年一(yi)分錢(qian)不(bu)賺。放(fang)(fang)(fang)射性(xing)藥(yao)物的研(yan)發(fa)難(nan)度大(da)，審(shen)批周期(qi)(qi)長，運輸又是個大(da)問(wen)(wen)題(ti)，監管要(yao)求(qiu)也高。當然該監管的絕對(dui)不(bu)能(neng)放(fang)(fang)(fang)松(song)，但是要(yao)科學地監管。所以我(wo)覺得“卡(ka)脖子”的事情太(tai)(tai)多，這個問(wen)(wen)題(ti)不(bu)解決，就會(hui)影響到我(wo)國民用核(he)技(ji)術的發(fa)展。
所(suo)以，建議制(zhi)定國(guo)家核技術規劃，加強國(guo)家政策扶持;加強科(ke)學監(jian)管，創新體制(zhi)機制(zhi);完(wan)善相關制(zhi)度、法規及標準;加強基礎(chu)研究;研發新型核技術設備;加強國(guo)際合作，推動產品、技術和服(fu)務走出國(guo)門。
“十四五”期間，核(he)技術產(chan)業(ye)以(yi)年均(jun)20%的(de)(de)速度增長，希望(wang)到(dao)2025年，我國核(he)技術應用產(chan)值從目前的(de)(de)3000多億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)能夠發(fa)展(zhan)到(dao)5000億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)，其(qi)中包括同(tong)位素制品(pin)及(ji)放射(she)性藥物500億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)，輻射(she)改性新材料(liao)產(chan)品(pin)1500億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)，輻射(she)加工(gong)服務業(ye)1000億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)，食(shi)品(pin)及(ji)農水產(chan)品(pin)輻射(she)加工(gong)500億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)，中高端醫療裝備800億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)，輻射(she)加工(gong)裝備、無損檢測等1000億(yi)(yi)(yi)(yi)元(yuan)。
要加快(kuai)醫(yi)用(yong)質(zhi)子(zi)(zi)和重(zhong)離子(zi)(zi)加速器市場轉化速度。我的(de)看法是質(zhi)子(zi)(zi)治療(liao)(liao)在(zai)先、重(zhong)離子(zi)(zi)治療(liao)(liao)在(zai)后(hou)，因為重(zhong)離子(zi)(zi)要求醫(yi)院投入的(de)成本太高了，第一步還是從質(zhi)子(zi)(zi)開(kai)始。當(dang)然(ran)重(zhong)離子(zi)(zi)和質(zhi)子(zi)(zi)的(de)優劣(lie)，還是需要詳細計(ji)算的(de)。開(kai)發醫(yi)用(yong)直線加速器，加快(kuai)國產PET/CT等(deng)設備上市，研制高質(zhi)量(liang)、低輻射劑量(liang)的(de)移動(dong)式DR檢查(cha)系(xi)統。加強(qiang)醫(yi)用(yong)同位素保障供給，建(jian)立醫(yi)用(yong)同位素穩定自主供給體系(xi)。還要開(kai)發Ac-225等(deng)國內尚(shang)無的(de)放(fang)射性靶向治療(liao)(liao)藥(yao)物，其(qi)產業(ye)化還有(you)很大的(de)空間。
習近平總書(shu)記所說的“堅持創(chuang)新(xin)(xin)驅動”，指出了我們的問題和方向。核技(ji)術對(dui)國家的貢獻很大，但創(chuang)新(xin)(xin)驅動還不夠。我國核技(ji)術正處(chu)于(yu)高(gao)(gao)速發(fa)展(zhan)的初期，體制機制必須創(chuang)新(xin)(xin)，助力我國核技(ji)術高(gao)(gao)水平、可(ke)持續的發(fa)展(zhan)。要深化(hua)核領域的基礎研(yan)究、關鍵技(ji)術研(yan)發(fa)、創(chuang)新(xin)(xin)成果轉(zhuan)化(hua)等，推進核產業和新(xin)(xin)一代(dai)數字技(ji)術的深度融合，為全球核行業創(chuang)新(xin)(xin)發(fa)展(zhan)貢獻更多智慧。
(作(zuo)者系中國(guo)科學院(yuan)院(yuan)士(shi))
