不用開刀就能實現人體內腫瘤的切除?生產出來的產品“照一照”就能延長保質期?把醫療器具“照一照”就能實現百分百無菌?這些都是真的嗎?

帶著這些問題，讓我們一起走進今天的話題——鈷-60。

如果我們對腫瘤切除手術有一定了解的話，就一定會知道一臺叫做“伽馬刀”的機器。這是一臺專用于腫瘤切除的機器。

不同于傳統意義上的手術刀，“伽馬刀”切除腫瘤時用的“刀”并不是一把真實手術刀。

它是利用聚焦照射的γ射線，對體內的病變組織進行單次或多次的照射，摧毀病變組織，從而達到與對病人開刀進行腫瘤切除的同樣效果。

那么，“伽馬刀”中γ射線是什么?它又從何而來?與我們今天所要談的鈷-60有什么關系呢?

其實，這種γ射線是來自于一種叫做鈷-60的金屬元素，它是金屬元素鈷的一種放射性同位素。

簡單來說就是，鈷通過核反應產生了鈷-60，而鈷-60的衰變又能夠釋放出γ射線。

我們上文所說的“伽馬刀”正是通過這種聚焦照射的γ射線，像手術刀一般精準地切除腫瘤病灶。

同時，鈷-60在日常的經濟生活中，也具有相當大的價值。

在醫學方面，鈷-60除了能夠實現對腫瘤的精準切割外，還能夠對醫療器械進行高度滅菌，保證產品的完全無菌。相較于傳統高壓蒸汽和環氧乙烷化學法這兩種殺菌方法，利用鈷-60進行輻照殺菌的成本更低，且無化學殘留，從而會更加地安全。

在食品方面，通過鈷-60所放射出的射線，對食品進行輻照，能夠一定程度上延長食品的保質期，達到殺菌保鮮的效果。

在農業上，通過輻射誘變育種，鈷-60能夠培育品質更高、產量更高的農作物新品種，實現農業發展的科技化和優質化。

同時，在工業上，輻照還能夠改變一些工業材料的性能，提高安全性和耐用度，帶來更高的經濟效益。

鈷-60不僅在各個領域都有著廣泛的用途，還能夠為我們經濟發展起到有效推動作用。同時由于它制備技術*難度性，所以是否能夠獨立生產鈷-60也成為了一個國家科學技術先進與否的重要標志。

在2010年以前，以加拿大為首的工業大國率先掌握了這項制備技術，實現了工業年產值的成倍增長，但是在當時的中國根本沒有任何關于鈷-60的制備技術，所以當外制鈷-60大量涌入國際市場、排擠中國工業產品國際出口份額時，國人的自信心又一次被狠狠地打擊了。

為什么外國都能夠掌握鈷-60的制備技術，而我國卻不行?

首先，鈷-60的獲取難度極大，它沒有辦法直接從自然界獲取，且只有在某種特定的核反應條件下才能夠被生產出來。

中核集團秦山核電專項工程處研究員級*工程師樊申解釋說：

“自然界中能夠直接獲取的鈷是鈷-59，它通過在中子輻照的情況下，吸收一個中子，從而變成鈷-60。

“由于它原子核狀態具有不穩定性，所以會進行衰變，而衰變的過程中就產生了γ射線。”

然而這種看似“簡單”的制備技術，卻在很長一段時間被國外所壟斷。

在2010年以前，中國主要的工業鈷-60依賴進口，當時世界上只有加拿大領頭的三四個國家掌握制備的生產技術。

并且從國外進口鈷-60的價格十分昂貴，2000年前，鈷-60的進口價達到了30人民幣每居里，而我國每年對于鈷-60的需求大約是1000萬居里，國外進口的成本可以說是十分昂貴。

于是在上世紀九十年代初，我國從加拿大引進重水堆機組的同時，也試圖引進生產鈷-60的相應技術，但加拿大方卻對我國開出了十分苛刻的條件：

他們不僅僅要九百萬美元的技術購買費，同時還要對我們生產出來的鈷-60低價包銷。

引進國外制備鈷-60技術也就宣告失敗。

面對國外制備鈷-60技術的封鎖，我國科研人員決定自力更生，自主研發制備鈷-60的技術。

于是在2004年，中國核工業集團決定，由核技術應用的專業公司——中國同輻股份有限公司牽頭，聯合國內的生產單位和核工業設計，開始了獨立研發鈷-60的科研工作。

實驗基金、試驗基地和科研人員都有了，“萬事俱備”，只欠“技術”這個東風了。

但是，我國在此之前并沒有制備鈷-60的核心設施，只有兩臺重水堆機組。研制鈷-60需要鈷調節棒，但重水堆機組里的調節棒是不銹鋼材質的。改變調節棒的性能需要的是精密的物理計算，可我國當時在這方面的技術可以說是為零。

并且就算鈷調節棒制作出來了，我國在對制作出來的鈷調節棒靶件進行試劑，以及制作運輸裝載鈷-60的容器相關方面的技術，也是一張白紙。

重重的挑戰和困難并沒有嚇退科研人員，在經過不斷的理論演算和推理后，科研人員首先決定從設計鈷調節棒的問題上切入。

不過想要實現將鈷-59的調節棒組件去取代重水堆核電機組反應堆的不銹鋼調節棒組件并不是一個簡單的替換問題。

改造調節棒不是一件容易的事情，改造的關鍵就是制造鈷-59芯塊，對于它的晶粒度、性能以及密度都有嚴格的要求。

在不斷的實驗下，科研人員終于通過粉末冶金工藝制備出來了鈷-59芯塊，*地解決了晶粒度密度的問題。

同時科研人員還給芯塊鍍上了十微米的鎳層，做到*大程度地提高制備成功率的同時防止環境污染。

調節棒元件都制作完成后，對其進行組裝就很容易了：首先將鈷-59芯塊裝入鋯合金棒，再用上下端塞將包殼管對鈷棒進行密封，經過一系列相關的檢測確認無誤后，將若干個鈷棒束用穿“糖葫蘆”的方式鎖緊在一起，這樣形成一個整體的鈷調節棒組件。

四年后，2008年*批符合要求的21根鈷調節棒組件終于生產出來了。

它們在秦山核電基地重水堆機組中經過一個循環周期的輻照后，于2010年5月27日被安全卸出了反應堆。

鈷調節棒組件的安全卸出就代表著工業用鈷-60同位素的制備方法成功了!

至此，我國終于打破了國外長期以往對鈷-60生產制備技術的壟斷局面。

解決了鈷-60制備的問題，剩下就是如何制作能夠確保鈷-60被安全運輸的容器的問題了。

在2007年中國核電工程公司北京核工程研究設計院的科研人員召集了力學專家、結構工藝專家、化學專家等各個領域的專家，展開研究大容量的運輸裝載鈷-60源容器的實驗工作。

如何確保這些生產出來的容器能夠完全屏蔽具有極高活度放射性的鈷-60呢?

為此，科研人員做了很多嘗試，他們對生產出來的容器模擬9米高空墜落、1米貫穿的實驗，確保容器在受到外部沖擊時仍然能夠保持包容的完好性。

同時，科研人員對容器進行了耐高溫實驗，保證容器正常運輸的情況下，其表面溫度要限定在一定的值域內。

但經過多次實驗，容器要不是在貫穿實驗中失敗了，就是在耐火試驗的時候前功盡棄。正當所有人都一籌莫展的時候，有人提出用不銹鋼屏蔽結構來制作容器。

果不其然，這種結構能夠*大程度地避免事故條件下對鈷-60的*大屏蔽。

至此，我國依靠自己的力量成功突破了鈷-60以及運輸裝載容器的制備工藝技術，是一個里程碑式的發展。

隨著這兩項技術的突破，中國實現了鈷-60的自給自足，同時還讓本國的鈷-60走出了國門，也使得中國的“伽馬刀”在國際市場上的地位加強了。

從工業鈷源到醫用鈷源的制備工藝的提升，不僅僅是標志著我國通過自主研發鈷-60打破了國外的壟斷局面，同時還在向世界表明我們國家相關領域技術又更上了一層樓。