在一些核反应堆生产的放射性同位素钴-60,用于为全球大约40%的一次性医疗设备灭菌。这些设备包括在各种医疗保健应用中使用的注射器、导管、静脉注射装置、手术手套和纱布。外科手术中的病人、接受伤口护理的病人或仅仅是采集血液样本的病人,极有可能使用钴-60灭菌的产品,这一灭菌过程也被称为“辐照”或“辐射处理”。
钴-60的其他重要用途包括癌症和脑肿瘤的非侵入性治疗、聚合物加工、食品处理和环境应用。
由于人口的增加和老龄化,医疗保健的普及以及需要灭菌的新设备的发展,对灭菌的要求和对钴-60的需求正以前所未有的速度增长。按照通常报道的每年6-8%的增长率,灭菌需求将在未来十年翻一番。一些行业,如正在转向一次性使用系统的生物制药业,正以更高的两位数增长率增长,尽管它们只占当前灭菌需求的一小部分。
近年来,疫苗供应压力集中在了对灭菌的需求,在某些情况下造成了订单积压。在2022年11月举行的第20届国际辐射加工会议上,全球灭菌能力和需求之间日益扩大的差距被强调为医疗保健行业的一个重大问题。
钴-60由位于阿根廷、加拿大、中国、印度和俄罗斯的少数反应堆生产。这种钴-60由几家服务于辐照加工(灭菌)行业的专业制造商制成辐射源。大部分中国和印度生产的钴-60以及阿根廷生产的部分钴-60仅用于供应当地市场。因此,世界上剩余的大部分钴-60由加拿大和俄罗斯供应,并且几乎所有这种材料都与一家加拿大来源制造商签订了合同。
在灭菌需求不断增长的同时,钴-60的生产出现了一些中断。这包括俄罗斯的一座反应堆在一段时间内减少供应,以及加拿大和阿根廷一些现有的生产钴-60的反应堆因翻新而暂时关闭。反应堆的翻新对延长反应堆寿命至关重要,这些举措将使现有反应堆能够继续钴-60生产25-30年。
近年来,一些钴-60生产反应堆已经永久关闭。然而,各种举措导致钴-60的产量被新的或翻新的反应堆的产量所取代或超过。典型例子包括俄罗斯用库尔斯克和斯摩棱斯克的新反应堆取代列宁格勒核电站反应堆来生产钴-60,列宁格勒核电站将于2018年至2027年关闭。此外,在加拿大,安大略电力公司(OPG)运营的皮克林反应堆自上世纪七十年代以来一直生产钴-60,计划于2024年关闭。然而,目前正在考虑将这些反应堆的寿命延长到2025年,并可能进行翻新。与此同时,同样由OPG运营的达灵顿反应堆正在进行翻新和改造,以生产钴-60。
目前,世界上几乎所有的钴-60都是在重水压水式反应堆(CANDU)和压力管式石墨慢化沸水反应炉(RBMK)生产的,数量有限。因此,大幅提高钴-60产量的机会是开发新型反应堆。
大约有440个商业反应堆在运行,其中300多个是压水反应堆(PWR)。这使得压水堆成为未来钴-60生产的重点反应堆平台。2020年2月,世界上最大的灭菌用钴-60辐射源制造商Nordion宣布,它正在与西屋电气合作开发大规模生产钴-60的压水堆,在2022年11月的IMRP20会议上,西屋电气向辐照加工行业更新了这一重要举措的进展和时间表。
压水堆中生产钴-60具备高度可扩展性,仅美国的PWRs至少使全球现有产量增加一倍。
其他举措包括:2021年12月Framatome和Exelon电力公司宣布将合作开发,以实现在Exelon电力公司运营的压水堆中生产钴-60。2020年6月,罗马尼亚国家核电公司宣布,其2020-2025年战略投资计划包括研究其Cernavoda核电站的钴-60生产,设计和实施计划在2027年完成。
自20世纪60年代灭菌需求开始增长以来,医疗保健行业一直依赖钴-60。这项技术现在通过一个国际辐照设施网络在全球范围内应用,该网络由一个强大的监管基础设施支持。虽然钴-60技术的替代品可用于灭菌,但这些替代品既不能满足现有需求,也没有基础设施来满足未来快速增长的需求。
核反应堆中钴-60的生产对医疗保健仍然至关重要,目前正在采取措施提高产量。钴-60供应量已开始增加,但没有达到需求增长的速度。代表辐射加工行业的国际辐照协会支持所有有助于满足卫生保健产品灭菌需求的举措,并鼓励反应堆运营商参与钴-60生产。
除了提供清洁能源外,支持医疗保健用同位素的生产仍然是核工业对社会福祉的一个高度积极的贡献。