2024年12月中旬，西南科技大學(xué)國防學(xué)院核素綠色循環(huán)與環(huán)境效應(yīng)團(tuán)隊收到大洋彼岸發(fā)來的消息，他們牽頭申報的“一種一體化核醫(yī)療放射性廢水快速處理系統(tǒng)及應(yīng)用方法”，在獲得我國國家發(fā)明專利授權(quán)之后，又正式獲得了美國專利商標(biāo)局“國際發(fā)明專利”授權(quán)。這意味著這項由西南科技大學(xué)研發(fā)的技術(shù)不僅是國內(nèi)首創(chuàng)，還填補了國際空白。

目前，該處理系統(tǒng)正在四川省綿陽市中心醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科平穩(wěn)運行著。這也是由西南科技大學(xué)牽頭建立的國內(nèi)首個核醫(yī)療廢液處理醫(yī)院現(xiàn)場示范工程中的一部分。2024年，該技術(shù)在四川省“揭榜掛帥”等項目的支持下，共進(jìn)行了三輪、每輪為期50天的系統(tǒng)熱試驗驗證。結(jié)果顯示，其廢液處理周期可從半年縮短至一天，出水放射性指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

民生健康呼喚技術(shù)革新

該項目的緣起，是綿陽市中心醫(yī)院在2022年向西南科技大學(xué)發(fā)出的一次求助。

據(jù)了解，核醫(yī)學(xué)具有可實現(xiàn)早期診斷、分子影像、動態(tài)監(jiān)控、精準(zhǔn)治療等優(yōu)勢，在癌癥的診療及預(yù)后判斷等方面發(fā)揮著獨特作用，但患者使用放射性藥物后的廢液處理難題嚴(yán)重制約著相關(guān)技術(shù)的使用。

綿陽市中心醫(yī)院對核醫(yī)療廢液的傳統(tǒng)處理方式是用“大罐子”（衰變池）收集起來，存放180天以上，等待其衰變完成后再排放。該方式為國內(nèi)各大醫(yī)院所通用，但排放效率卻極其低效。受此限制，即便該院只設(shè)置了6張編制床位，仍不能滿負(fù)荷接診，導(dǎo)致很多患者無法及時接受治療。

在醫(yī)院為此瓶頸問題發(fā)愁時，得知西南科技大學(xué)核素綠色循環(huán)與環(huán)境效應(yīng)團(tuán)隊深耕放射性廢液處理技術(shù)和工程化應(yīng)用十余年，擁有多項專利技術(shù)，且成功建立了多個不同種類的復(fù)雜放射性廢液處理示范工程，因此醫(yī)院詢問團(tuán)隊能否在提升核醫(yī)療廢液的處理方面幫醫(yī)院“想想辦法”。

收到求助后，團(tuán)隊負(fù)責(zé)人聶小琴組織團(tuán)隊查閱國內(nèi)外資料，結(jié)果卻讓人“既遺憾又興奮”。遺憾的是，在核醫(yī)學(xué)放射性廢液快速處理技術(shù)方面，國內(nèi)外均處于行業(yè)技術(shù)空白狀態(tài)，沒有一個現(xiàn)成方法和材料能處理核醫(yī)學(xué)診療過程中產(chǎn)生的廢液。但令人興奮之處也在于此——這是一項事關(guān)人民安全健康、利國利民的挑戰(zhàn)。團(tuán)隊馬上組建了攻堅小組。

2021年底，攻堅小組成員來到綿陽市中心醫(yī)院地下室衰變池進(jìn)行實地考察并取樣分析，試圖研究和開發(fā)具有高效分離性能的核醫(yī)療廢液關(guān)鍵核素分離材料。經(jīng)過8個月的篩選和摸索，他們在前期核燃料元件生產(chǎn)及核電站運行過程產(chǎn)生的廢液處理材料基礎(chǔ)上，進(jìn)行了多輪優(yōu)化改進(jìn)，最終合成出對核醫(yī)學(xué)廢液中以碘-131為主的陰離子核素以及以镥-177為主的陽離子核素等具有超高凈化性能的6種材料。

聯(lián)合各方力量開展一體化技術(shù)攻關(guān)

關(guān)鍵技術(shù)路線被打通后，后續(xù)試驗開始全方位展開。西南科技大學(xué)聯(lián)合了清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所、生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心、綿陽市中心醫(yī)院等單位，在四川省科技廳“揭榜掛帥”等項目的支持下，開展了核醫(yī)學(xué)廢液快速處理示范工程的“政—產(chǎn)—學(xué)—研—用”一體化技術(shù)攻關(guān)。相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜壹娂姟案黠@神通”：清華大學(xué)理論化學(xué)研發(fā)團(tuán)隊通過機器學(xué)習(xí)的理論計算方法，對材料的配體進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計和優(yōu)化；清華大學(xué)工物系核素分析團(tuán)隊利用其優(yōu)化后的人工智能輻射在線監(jiān)測系統(tǒng)，對核醫(yī)學(xué)廢液凈化系統(tǒng)的放射性進(jìn)行實時測量；中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所也為核醫(yī)藥研發(fā)生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生的放射性廢物提供準(zhǔn)確源項信息，以及未來處理技術(shù)的規(guī)劃和制定提供指導(dǎo)……

制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)護(hù)航生態(tài)健康

辛勤耕耘帶來豐碩成果。團(tuán)隊研發(fā)的“復(fù)雜**廢水深度凈化及資源回用關(guān)鍵技術(shù)”獲得了2023年度國防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。基于此項技術(shù)研發(fā)的核醫(yī)療廢液處理新方法與材料、新工藝和裝置，在國家生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心、四川省生態(tài)環(huán)境廳輻射源安全監(jiān)管處、綿陽市輻射環(huán)境監(jiān)測站的三級指導(dǎo)和監(jiān)管下，率先在綿陽市中心醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科落地，成為國內(nèi)首個醫(yī)院現(xiàn)場示范工程。

多輪“連續(xù)真實廢液熱態(tài)試驗”驗證均得到穩(wěn)定的結(jié)果。西南科技大學(xué)的處理技術(shù)和裝置系統(tǒng)，將原來的“衰變-排放”工藝改進(jìn)為“處理-排放”，處理時間從180天縮短至1天。并且，與傳統(tǒng)活性炭、離子交換樹脂等廢液凈化材料不同，該套系統(tǒng)采用的是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型核素分離纖維，核心分離材料的成本更低、吸附容量更高、循環(huán)利用次數(shù)更多、吸附穩(wěn)定性更好，一用一備的工藝組合使得材料5年內(nèi)不用更換，不會產(chǎn)生二次污染。

對于該項目“高效化、智能化、效益化”的技術(shù)優(yōu)點，我國核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域戰(zhàn)略科學(xué)家給予了高度肯定，并積極推薦技術(shù)運用。目前，項目團(tuán)隊已申請“核醫(yī)療廢液快速處理技術(shù)”相關(guān)國家發(fā)明專利15項，其中3項核心專利得到授權(quán)，并獲得美國授權(quán)發(fā)明專利1項，是國際僅有的核醫(yī)療廢液處理技術(shù)授權(quán)專利。此外，團(tuán)隊還與國家生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心合作，牽頭起草并立項核醫(yī)療廢液處理相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3項，已發(fā)布1項。

2024年7月23日，四川省人民政府出臺了《關(guān)于促進(jìn)核醫(yī)療產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》，明確了四川要大力發(fā)展自主可控的核醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，以及與之配套的核環(huán)保產(chǎn)業(yè)。兩個月后，西南科技大學(xué)牽頭成立了全國“醫(yī)療放射性廢物處理技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”，中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所、生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心等33家單位參與其中。

該聯(lián)盟旨在通過加大對放射性醫(yī)療廢物處理技術(shù)的研發(fā)投入，探索更加高效、環(huán)保、安全的處理方案，確保核醫(yī)療在快速發(fā)展的同時，能有效控制潛在的環(huán)境風(fēng)險，實現(xiàn)醫(yī)療進(jìn)步與生態(tài)保護(hù)的和諧共生。目前，西南科技大學(xué)已與北京協(xié)和醫(yī)院、四川省人民醫(yī)院、原子高科等多家醫(yī)院及核醫(yī)藥生產(chǎn)機構(gòu)達(dá)成合作意向。