核技術應用市場發(fā)展前景如何 核技術應用產(chǎn)業(yè)前景分析

• 2021年9月12日 zengyan來源：互聯(lián)網(wǎng) 1330 87
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據(jù)了解，核技術應用作為核領域的輕工業(yè)，應用面大大超過核能發(fā)電。根據(jù)國際核技術強國經(jīng)驗，核技術應用的市場空間遠超核能發(fā)電。伴隨改革開放40年來的經(jīng)濟飛速發(fā)展、工業(yè)化進程加速推進，我國核技術的應用范圍不斷拓展，已廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、環(huán)保等領域，并在

核技術應用市場發(fā)展前景如何 核技術應用產(chǎn)業(yè)前景分析

據(jù)了解，核技術應用作為核領域的輕工業(yè)，應用面大大超過核能發(fā)電。根據(jù)國際核技術強國經(jīng)驗，核技術應用的市場空間遠超核能發(fā)電。伴隨改革開放40年來的經(jīng)濟飛速發(fā)展、工業(yè)化進程加速推進，我國核技術的應用范圍不斷拓展，已廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、環(huán)保等領域，并在輻照材料改性、輻照加工服務、輻射技術裝備、公眾健康、公共安全、環(huán)境保護等方面形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

近年來，我國核技術應用產(chǎn)業(yè)逐漸受到重視，已上升為國家重點支持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，成為當前國防建設與國民經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的重要領域。得益于政府的大力支持，借助資本市場暢通的融資渠道以及國內(nèi)外旺盛需求的牽引，在全球核技術應用蓬勃發(fā)展的國際環(huán)境下，隨著核技術應用新領域產(chǎn)業(yè)化條件日漸成熟。

核技術的非動力應用

1、工業(yè)領域

核技術應用的快速發(fā)展已成為推進新技術、新材料、新工藝不斷取得創(chuàng)新發(fā)展的動力之一。目前在工業(yè)應用上已實現(xiàn)了工業(yè)輻照、核子儀與放射性測量、工業(yè)射線探傷等“三個突破”。

工業(yè)輻照，又稱輻射加工，是指利用電離輻射與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的物理效應，對物質(zhì)和材料進行加工處理的一種核技術。如利用工業(yè)輻照技術對醫(yī)療產(chǎn)品、血液產(chǎn)品等高分子材料進行改性，使其具備低煙、耐高溫、不易老化等優(yōu)點。

核子儀是一種測量裝置，由一個帶屏蔽的輻射源和一個輻射探測器組成，利用同位素放射原理實時檢測土工建筑材料的密度和濕度。常用于施工現(xiàn)場快速檢測建筑材料的濕密度和含水量。完成一次檢測通常只需要1分鐘或更短時間。

工業(yè)射線探傷是對一個部件或產(chǎn)品進行非破壞性檢驗的過程。利用射線工業(yè)CT等無損檢測裝置，能夠確定產(chǎn)品、設備、材料中存在的缺陷，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。常用的工業(yè)探傷輻射源主要來自X射線機、密封放射源和粒子加速器。X射線多用于檢查較薄的部件，可以隨時隨地開展工作，保管方便，射線強度調(diào)整快捷，無需像放射源那樣隨時間衰減而更換，因此常用在鑄件、焊接件、電子元器件結(jié)構(gòu)上。γ射線源，可產(chǎn)生高能光子，并具有特定能量，有利于圖像重建，常應用在航天、造船等高精焊接件監(jiān)測和鑄件上。在煤田、鈾礦勘探和石油勘探中，常用γ射線或中子測井。

目前在高分子材料改性方面，應用較為廣泛的輻照交聯(lián)技術，可使線性高分子在射線作用下具有綠色、高效、易控等優(yōu)點。利用該技術處理的聚乙烯，其耐溫等級和耐磨損性分別是普通PVC的2倍和10倍，已廣泛應用于能源、電力、交通、通信、建筑等領域。此外，經(jīng)過輻射加工獲得的高性能塑料，可用于制造衛(wèi)星器件等?？傊?，核技術在工業(yè)應用上越來越重要，推動著工業(yè)不斷進步。

2、農(nóng)業(yè)領域

技術應用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，首先的功用就是可以選育農(nóng)作物新品種。相關負責人表示：“利用輻射誘變技術選育農(nóng)作物新品種，可以通過放射性同位素放出的α、β、γ和中子射線及加速器產(chǎn)生的電子束，照射農(nóng)作物的種子、花粉、植株等，引起農(nóng)作物內(nèi)部遺傳基因的改變，經(jīng)過人工幾代選擇和培育，便可獲得新的優(yōu)良品種?！?/p>

2018年，“水稻核輻射誘變新種質(zhì)創(chuàng)制與品種選育”項目通過成果評價，制出了一批水稻新種質(zhì)資源，育成了水稻新品種，并進行大面積推廣種植。

2020年中國第二大小麥推廣品種魯原502，利用空間誘變育種技術育成的。有關專家稱，魯原502的單產(chǎn)比區(qū)試對照品種提高了11%，節(jié)水耐旱性、抗倒性和抗病性更強，累積種植面積已超過360萬公頃。

此外，我國還使用地面模擬高能重離子束、宇宙射線和γ射線以及化學誘變劑等來誘導各種作物的突變，包括小麥、水稻、玉米、大豆和蔬菜等。核技術育種已全面用于植物新品種的選育，以確保糧食安全。

讓有害昆蟲絕育，是核技術應用于農(nóng)業(yè)的第二大功用。當核技術衍變?yōu)椤袄ハx輻射不育”這一無公害的生物防治新技術時，就可利用放射性同位素鈷-60、銫-137放出的γ射線，經(jīng)加速器產(chǎn)生電子束，對害蟲的蟲蛹或成蟲進行一定劑量的照射，使其雄蟲失去生殖能力，從而無法繁殖后代，既可消滅害蟲，又不會像農(nóng)藥那樣產(chǎn)生公害。有實驗表明，采用這種射線輻照收集的柑橘大實蠅末期蛹，蛹成蠅后，在面積為500畝的柑橘園里釋放95320只這樣不育的雄蠅，可使危害率由7.5%下降到0.005%。

除此之外，輻照技術在農(nóng)業(yè)方面還有更多應用。以食品輻射加工為例，通過應用γ射線或電子束殺死食品中的寄生蟲和致病菌，可防止食源性傳染病流行;還可用于降低果蔬的代謝速度，提高食品的衛(wèi)生質(zhì)量和延長食品保藏期，而不影響食品的品質(zhì)和安全。輻照技術是繼食品罐藏加熱、冷凍保藏技術之后的一種食品加工新技術。

3、醫(yī)學領域

核醫(yī)學是采用核技術診斷、治療和研究疾病的一門新興學科，目前已成為診斷指導治療心、腦、腫瘤三大疑難病癥的最佳手段之一。對于一些腫瘤患者，可以選擇用同位素、重離子、中子、介子和質(zhì)子等方法治療。

2020年近年來，全國使用核技術的醫(yī)療單位已經(jīng)有1200多家，每年超過2000萬人接受診斷和治療，治療癌癥患者250多萬人次。

4、公眾安全領域

核技術造福于民，還會廣泛應用于公共安全領域。目前，X射線、γ射線、中子等探測技術在航空、鐵路、海運、公路等客運和貨運安全檢查中早已不再鮮見。

近幾年發(fā)展起來的核磁共振、核四級共振等“指紋式”高精度檢測技術，也具有廣闊應用前景。其中，大型集裝箱/車輛檢查系統(tǒng)是核技術在公眾安全領域最成功的應用，已在北京奧運會、上海世博會、博鰲亞洲論壇等多項國際重大活動的安保中發(fā)揮了不可替代的作用。此外，融合了雙能材料識別技術和螺旋CT掃描技術等尖端科技的CT型行李/物品檢查系統(tǒng)，可用于探測固體及液體爆炸物、檢疫性違禁品等，并實現(xiàn)自動報警，具有更高的檢出率和更低的誤報率。

在北京奧運會上，護航奧運的“核警察”起到了保衛(wèi)奧運安全的重要作用。一天，一名觀眾在工人體育館接受安檢時，X光機和金屬探測安檢門并無異常反應，而他經(jīng)過隔離欄時，警報驟然響起。在經(jīng)過緊張檢查后才了解到，這名觀眾幾天前曾服用過放射性藥物碘-131，人體服用放射性藥物幾天后仍能被這個采用核技術的檢測系統(tǒng)測了出來。這套系統(tǒng)馬上贏得了廣大安保人員和相關服務人員的信任，稱它為明察秋毫的“核警察”。

機場、火車站、地鐵等公共場所都有安檢儀的身影。它是借助輸送裝置將被檢品送入X射線檢查通道檢測的設備，用于探測行人、車輛非法攜帶放射性物質(zhì)，預防核輻射等恐怖活動的發(fā)生。低輻射車輛檢查系統(tǒng)，借助高靈敏探測器陣列、傳感器以及自動處理與分析模塊，可實現(xiàn)對各種型號車輛的快速、無損、不開箱檢查。安檢儀的輻射劑量有限，其兩端進出口都有鉛簾可阻擋射線，X射線只起透視作用，不會在透視過的物體上殘留，不用擔心它對物品的輻射影響人體健康。

5、環(huán)保領域

在環(huán)保領域，核分析技術已應用于大氣污染物監(jiān)測，水體和各類環(huán)境樣品的分析中;利用輻照技術開展大氣、廢水、污泥的凈化處理，能獲得比傳統(tǒng)處理技術更高效、更低能耗、更準確的處理能力。例如，用電子束輻照技術處理廢水。這種技術與傳統(tǒng)廢水處理技術相比，溫室氣體排放量少，基本不產(chǎn)生剩余污泥，處理速度快、范圍廣。又如，利用電子束輻照技術對廢氣進行脫硫脫硝處理，不產(chǎn)生廢水廢渣，無二次污染，副產(chǎn)品為硫銨和硝銨混合物，可生產(chǎn)肥料。

根據(jù)中研研究院研究出版的《2021-2025年中國核技術應用行業(yè)經(jīng)濟運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計報告》統(tǒng)計分析顯示：

全球核技術應用市場發(fā)展分析

第一節(jié) 全球核技術應用市場發(fā)展周期

核技術應用的主要產(chǎn)值來源于產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)。以放射性藥物為例，產(chǎn)業(yè)鏈上游包括藥用同位素技術研發(fā)與同位素原料生產(chǎn)，中游包括同位素藥品銷售，下游包括放射性診療。又如輻照產(chǎn)業(yè)，上游包括輻照技術研發(fā)與輻照裝置研制生產(chǎn)，中游包括輻照加工服務，下游為輻照產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售。其中，上中游的產(chǎn)值在整個產(chǎn)業(yè)鏈中占比小，絕大部分低于10%，有的甚至不到1%，這樣的產(chǎn)業(yè)特點，再加上成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化的高風險，企業(yè)更傾向于直接從國外購買成熟、高端的技術和產(chǎn)品，直接利用產(chǎn)業(yè)鏈下游創(chuàng)收，而不愿意承擔產(chǎn)業(yè)化的風險，導致大量進口產(chǎn)品和設備占據(jù)國內(nèi)市場。

圖表：核技術應用產(chǎn)業(yè)鏈

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資料來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

第二節(jié) 全球核技術應用市場發(fā)展現(xiàn)狀

一、核技術動力應用

1、核電應用

海外核電發(fā)展較早，根據(jù)世界核能協(xié)會(WNA)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年全球共有30個國家有核電運營，在運裝機容量達到392GW，較2016年增加2GW。從全球各國看，中國核能總發(fā)電量排名全球第三位，僅次于美國和法國，但核能發(fā)電量占國內(nèi)發(fā)電量的比重排名靠后，與法國、烏克蘭、斯洛伐克、美國等歐美國家相比有相當大的差距，提升空間廣闊。

根據(jù)國際原子能機構(gòu)統(tǒng)計，2017年全球核電裝機容量為391.72百萬千瓦。其中全球前十大國家的總裝機容量共計332.40百萬千瓦，分別是美國(99952兆瓦)、法國(63130兆瓦)、日本(39752兆瓦)、中國(35807兆瓦)、俄羅斯(26168兆瓦)、韓國(22494兆瓦)、加拿大(13554兆瓦)、烏克蘭(13107兆瓦)、德國(9515兆瓦)、英國(8918兆瓦)。

從在運機組的的情況來看，至2019年，美、法、日三國的在運核電機組情況仍然領先全球，短時間內(nèi)格局不會發(fā)生太大變化。但從在建機組的情況來看，中國、俄羅斯、印度三國的在建核電機組數(shù)量最多。據(jù)統(tǒng)計，截至2018年底，中國核電在建機組數(shù)量達20臺，俄羅斯、印度分別有7臺、5臺?？梢钥闯?，中國的在建機組數(shù)量是遙遙領先于其他國家的。

從機組的類型來看，目前全球在建核電機組以第三代為主。與第二代核電相比，第三代核電具有更高的安全性和經(jīng)濟性。第三代核電技術遵循國際原子能機構(gòu)最新核安全標準，設計基準對嚴重事故有切實措施進行預防和緩解，堆芯損壞概率降低一個數(shù)量級;同時第三代核電廠設計采用了大量成熟技術和工程經(jīng)驗，有效降低了造價和建設及維護成本。以AP1000技術為例，其運用了非能動性安全理念，系統(tǒng)、設備都得到了簡化，與第二代技術CPR1000相比，核安全級水泵、閥門分別減少了92.3%、80.4%，安全構(gòu)筑物混凝土量減少了57.4%?；诎踩院徒?jīng)濟性的考慮，第三代核電技術是未來世界核電發(fā)展的主要方向之一，在第四代核電技術得到驗證之前，新建機組也將以第三代機組為主。

據(jù)統(tǒng)計，目前全球在建核電機組56臺，第三代機組約40臺，占比高達72%。其中我國在建機組19臺，第三代機組10臺。

至2019年，核電站主要有6種反映堆型，分別是壓水堆、費水堆、重水堆、石墨氣冷堆、石墨水冷堆、快中子增值堆。目前，壓水堆的技術最為成熟，且運營經(jīng)驗豐富。

整體來看，壓水堆的使用范圍最為廣泛，機組數(shù)量最多。據(jù)統(tǒng)計，目前，美國、法國、日本、俄羅斯、中國等國家在使用壓水堆，其機組數(shù)量共計290臺。其次是費水堆，，機組數(shù)量達78臺。

2、核反應堆

核反應爐(nuclearreactor)，是一種啟動、控制并維持核裂變或核聚變鏈式反應的裝置。相對于核武爆炸瞬間所發(fā)生的失控鏈式反應，在反應堆之中，核變的速率可以得到精確的控制，其能量能夠以較慢的速度向外釋放，供人們利用。核反應堆有許多用途，當前最重要的用途是產(chǎn)生熱能，用以代替其他燃料加熱水，產(chǎn)生蒸汽發(fā)電或驅(qū)動航空母艦等設施運轉(zhuǎn)。

2019年全球核反應堆市場總值達到了933億元，預計2026年可以增長到8.2億元，年復合增長率(CAGR)為-48.6%。

全球核電正逐漸走出日本福島核事故的陰影，進入重啟階段。其中，中國引領了這一波的建設風潮，在建核電反應堆數(shù)量世界第一。

可以預測，我國核技術應用將繼續(xù)保持強勁的發(fā)展勢頭，應用領域?qū)⒉粩嗤卣?，應用?guī)模將持續(xù)擴大。未來，核技術將會更加廣泛、深入地應用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保等領域，進一步推動我國核技術產(chǎn)業(yè)向標準化、集約化與國際化發(fā)展。同時，隨著核技術與其他技術、產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟社會各領域深度交叉融合發(fā)展，核技術應用將給人們生活創(chuàng)造更多美好的改變，進一步造福人類。

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