西南科技大學核醫療廢液快速處理技術獲“國際發明專利”授權

2024年12月中旬，西南科技大學國防學院核素綠色循環與環境效應團隊收到大洋彼岸發來的消息，他們牽頭申報的“一種一體化核醫療放射性廢水快速處理系統及應用方法”，在獲得我國國家發明專利授權之后，又正式獲得了美國專利商標局“國際發明專利”授權。這意味著這項由西南科技大學研發的技術不僅是國內首創，還填補了國際空白。

目前，該處理系統正在四川省綿陽市中心醫院核醫學科平穩運行著。這也是由西南科技大學牽頭建立的國內首個核醫療廢液處理醫院現場示范工程中的一部分。2024年，該技術在四川省“揭榜掛帥”等項目的支持下，共進行了三輪、每輪為期50天的系統熱試驗驗證。結果顯示，其廢液處理周期可從半年縮短至一天，出水放射性指標穩定達標。

民生健康呼喚技術革新

該項目的緣起，是綿陽市中心醫院在2022年向西南科技大學發出的一次求助。

據了解，核醫學具有可實現早期診斷、分子影像、動態監控、精準治療等優勢，在癌癥的診療及預后判斷等方面發揮著獨特作用，但患者使用放射性藥物后的廢液處理難題嚴重制約著相關技術的使用。

綿陽市中心醫院對核醫療廢液的傳統處理方式是用“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。該方式為國內各大醫院所通用，但排放效率卻極其低效。受此限制，即便該院只設置了6張編制床位，仍不能滿負荷接診，導致很多患者無法及時接受治療。

在醫院為此瓶頸問題發愁時，得知西南科技大學核素綠色循環與環境效應團隊深耕放射性廢液處理技術和工程化應用十余年，擁有多項專利技術，且成功建立了多個不同種類的復雜放射性廢液處理示范工程，因此醫院詢問團隊能否在提升核醫療廢液的處理方面幫醫院“想想辦法”。

收到求助后，團隊負責人聶小琴組織團隊查閱國內外資料，結果卻讓人“既遺憾又興奮”。遺憾的是，在核醫學放射性廢液快速處理技術方面，國內外均處于行業技術空白狀態，沒有一個現成方法和材料能處理核醫學診療過程中產生的廢液。但令人興奮之處也在于此——這是一項事關人民安全健康、利國利民的挑戰。團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院地下室衰變池進行實地考察并取樣分析，試圖研究和開發具有高效分離性能的核醫療廢液關鍵核素分離材料。經過8個月的篩選和摸索，他們在前期核燃料元件生產及核電站運行過程產生的廢液處理材料基礎上，進行了多輪優化改進，最終合成出對核醫學廢液中以碘-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。

聯合各方力量開展一體化技術攻關

關鍵技術路線被打通后，后續試驗開始全方位展開。西南科技大學聯合了清華大學、蘇州大學、中國工程物理研究院核物理與化學研究所、生態環境部核與輻射安全中心、綿陽市中心醫院等單位，在四川省科技廳“揭榜掛帥”等項目的支持下，開展了核醫學廢液快速處理示范工程的“政—產—學—研—用”一體化技術攻關。相關領域專家紛紛“各顯神通”：清華大學理論化學研發團隊通過機器學習的理論計算方法，對材料的配體進行進一步設計和優化；清華大學工物系核素分析團隊利用其優化后的人工智能輻射在線監測系統，對核醫學廢液凈化系統的放射性進行實時測量；中國工程物理研究院核物理與化學研究所也為核醫藥研發生產環境產生的放射性廢物提供準確源項信息，以及未來處理技術的規劃和制定提供指導……

制定技術標準護航生態健康

辛勤耕耘帶來豐碩成果。團隊研發的“復雜**廢水深度凈化及資源回用關鍵技術”獲得了2023年度國防科學技術進步二等獎。基于此項技術研發的核醫療廢液處理新方法與材料、新工藝和裝置，在國家生態環境部核與輻射安全中心、四川省生態環境廳輻射源安全監管處、綿陽市輻射環境監測站的三級指導和監管下，率先在綿陽市中心醫院核醫學科落地，成為國內首個醫院現場示范工程。

多輪“連續真實廢液熱態試驗”驗證均得到穩定的結果。西南科技大學的處理技術和裝置系統，將原來的“衰變-排放”工藝改進為“處理-排放”，處理時間從180天縮短至1天。并且，與傳統活性炭、離子交換樹脂等廢液凈化材料不同，該套系統采用的是具有自主知識產權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、循環利用次數更多、吸附穩定性更好，一用一備的工藝組合使得材料5年內不用更換，不會產生二次污染。

對于該項目“高效化、智能化、效益化”的技術優點，我國核醫學領域戰略科學家給予了高度肯定，并積極推薦技術運用。目前，項目團隊已申請“核醫療廢液快速處理技術”相關國家發明專利15項，其中3項核心專利得到授權，并獲得美國授權發明專利1項，是國際僅有的核醫療廢液處理技術授權專利。此外，團隊還與國家生態環境部核與輻射安全中心合作，牽頭起草并立項核醫療廢液處理相關技術標準3項，已發布1項。

2024年7月23日，四川省人民政府出臺了《關于促進核醫療產業高質量發展的意見》，明確了四川要大力發展自主可控的核醫療產業，以及與之配套的核環保產業。兩個月后，西南科技大學牽頭成立了全國“醫療放射性廢物處理技術創新聯盟”，中國工程物理研究院核物理與化學研究所、生態環境部核與輻射安全中心等33家單位參與其中。

該聯盟旨在通過加大對放射性醫療廢物處理技術的研發投入，探索更加高效、環保、安全的處理方案，確保核醫療在快速發展的同時，能有效控制潛在的環境風險，實現醫療進步與生態保護的和諧共生。目前，西南科技大學已與北京協和醫院、四川省人民醫院、原子高科等多家醫院及核醫藥生產機構達成合作意向。