美国压水堆将商业生产钴60

今年1月，Westinghouse Electric Company、Nordion和PSEG Nuclear正式签署协议，将新开发的钴-60生产技术应用于PSEG位于新泽西州的Salem核电站1号和2号机组，所生产的Co-60将供应给Nordion。通过一项持续推进的联合计划，这些公司旨在利用美国压水堆生产一种关键医用同位素，并在美国建成首个商业规模的Co-60生产平台。

这一里程碑是Westinghouse与Nordion于2019年建立的合作伙伴关系的进一步发展，其目标是率先开发一项新的核技术，以满足Co-60需求持续强劲增长的需要。这种规模的核项目面临诸多挑战，包括技术开发、许可、实施规划以及与运行的整合。到今年秋季晚些时候安装首批钴靶件时，这一计划将凝聚来自三家公司燃料专家、许可专家、运行人员和运输专家长达7年的协同开发成果。Salem核电站预计于2029年前后首次商业收获Co-60，届时将标志着历时整整10年、把创新概念转化为实质性商业部署的工作达到顶点。

Nordion总部位于Ontario的Ottawa，是Sotera Health的子公司，也是全球领先的Co-60生产商。该公司自1946年以来一直生产和供应医用同位素，并已建立涵盖长期供应、规划、运输、加工、放射源制造和持续客户支持的资源体系。

Westinghouse总部位于宾夕法尼亚州Cranberry Township，为全球公用事业客户提供核电站、核燃料、电站自动化以及在运电站产品和服务。作为一家垂直整合的燃料供应商，该公司还开展核燃料及相关产品的研发、制造、堆芯工程、安全分析、许可和试验。

PSEG Nuclear负责生产新泽西州所用电力的约40%，并在该项目中发挥了关键作用。Westinghouse、Nordion和PSEG之间的合作最终促使PSEG于2025年末向NRC提交许可证修正申请（LAR）。LAR由两部分组成：一部分针对特定厂址，另一部分为通用内容，适用于实施相同技术的其他公用事业公司。这意味着，有意追随PSEG脚步生产Co-60的其他美国公用事业公司可以受益于更简化的许可流程，因为PSEG已经率先为利用商业压水堆生产Co-60奠定了技术、运行和许可基础。

Co-60是一种关键同位素，在世界各地用于对一次性医疗产品进行灭菌、确保植入式医疗器械的安全，并通过辐照提高食品安全性。美国每年使用这种放射性同位素对超过160亿件一次性医疗器械进行灭菌。美国作为无菌医疗用品的主要制造国，使用了全球Co-60供应量的50%，但目前不具备国内Co-60生产能力。为解决这一不匹配问题，Westinghouse、Nordion和PSEG正在实施同类首创技术，使美国能够利用本国压水堆生产低比活度Co-60。这项计划有望满足美国至少一半的需求、补充加拿大的产量，并确保这一重要供应链的长期稳定。

伽马辐照是一种成熟的灭菌方法，已有60多年的应用历史，其工艺已得到充分了解且可靠。使用Co-60灭菌的产品应用于多种医疗程序，包括骨科手术、心血管手术、有创诊断程序（例如内窥镜检查和活检）以及癌症治疗。此外，多种非医疗产品也可通过辐射得到有效灭菌或实现物理性质改变，包括香料、肉类和禽类、聚合物、宠物零食及化妆品。

Co-60供应链规模相对较小且高度专业化——全球仅有约20座反应堆生产这种同位素。全球大部分Co-60由加拿大、阿根廷、中国和印度的CANDU（加拿大氘铀）反应堆生产。俄罗斯的RBMK反应堆也生产这种放射性同位素。钴从反应堆中收获后，将被送往全球仅有的5家制造商之一，加工制成密封放射源，Nordion就是其中之一。这些密封放射源由全球约300座辐照设施使用，其中包括约55座美国设施。

供应链多元化有助于增强韧性并满足不同客户的需求。随着全球Co-60需求持续增长，维持多元、可靠的供应基础正变得日益重要。在全球400多座在运商业核反应堆中，压水堆机组约占70%；随着市场需求变化，压水堆机组有潜力为扩大生产提供显著的灵活性。

正在准备钴可燃吸收体（COBA）底板，以安装短棒。（图片：Westinghouse）

在COBA组装作业期间，一名技术人员正在对准并安装内部部件。（图片：Westinghouse）

COBA底板在进入下一制造阶段之前接受目视检查和验证。（图片：Westinghouse）

在制造用于商业核反应堆生产Co-60的COBA组件期间，Westinghouse人员正在组装钴靶短棒。（图片：Westinghouse）

作为制造流程的一部分，装配技术人员正在安装并固定COBA部件。（图片：Westinghouse）

Westinghouse人员正在对COBA组件开展目视检查、试验和最终制造准备工作。（图片：Westinghouse）

在Westinghouse燃料制造设施开展搬运和检查活动期间，对COBA靶短棒进行梳理。（图片：Westinghouse）

最初，利用压水堆生产Co-60似乎是一项相对直接的方案，因为数十年来，CANDU和RBMK反应堆已经成功生产这种放射性同位素。然而，与许多核能创新计划一样，将Co-60生产引入一种新的反应堆环境经历了许多波折。

在CANDU等成熟的Co-60生产反应堆中，这一过程从镀镍的高纯度钴-59芯块开始。这些芯块被装入靶件、组装成束，随后插入反应堆。在反应堆内，Co-59吸收中子并逐渐转变为Co-60。根据所需活度水平和反应堆平台的不同，这一辐照过程可能需要18个月至5年。材料达到目标活度后，将从反应堆中取出并运往Nordion进行加工。