核技術應用市場發展前景如何 核技術應用產業前景分析

• 2021年9月12日 zengyan來源：互聯網 1330 87
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據了解，核技術應用作為核領域的輕工業，應用面大大超過核能發電。根據國際核技術強國經驗，核技術應用的市場空間遠超核能發電。伴隨改革開放40年來的經濟飛速發展、工業化進程加速推進，我國核技術的應用范圍不斷拓展，已廣泛應用于工業、農業、醫學、環保等領域，并在

核技術應用市場發展前景如何 核技術應用產業前景分析

據了解，核技術應用作為核領域的輕工業，應用面大大超過核能發電。根據國際核技術強國經驗，核技術應用的市場空間遠超核能發電。伴隨改革開放40年來的經濟飛速發展、工業化進程加速推進，我國核技術的應用范圍不斷拓展，已廣泛應用于工業、農業、醫學、環保等領域，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、環境保護等方面形成一定的產業規模，取得了顯著的經濟和社會效益。

近年來，我國核技術應用產業逐漸受到重視，已上升為國家重點支持的戰略性新興產業，成為當前國防建設與國民經濟發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外旺盛需求的牽引，在全球核技術應用蓬勃發展的國際環境下，隨著核技術應用新領域產業化條件日漸成熟。

核技術的非動力應用

1、工業領域

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

工業輻照，又稱輻射加工，是指利用電離輻射與物質相互作用產生的物理效應，對物質和材料進行加工處理的一種核技術。如利用工業輻照技術對醫療產品、血液產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。

工業射線探傷是對一個部件或產品進行非破壞性檢驗的過程。利用射線工業CT等無損檢測裝置，能夠確定產品、設備、材料中存在的缺陷，以提高產品質量。常用的工業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、電子元器件結構上。γ射線源，可產生高能光子，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，經過輻射加工獲得的高性能塑料，可用于制造衛星器件等。總之，核技術在工業應用上越來越重要，推動著工業不斷進步。

2、農業領域

技術應用于現代農業，首先的功用就是可以選育農作物新品種。相關負責人表示：“利用輻射誘變技術選育農作物新品種，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生的電子束，照射農作物的種子、花粉、植株等，引起農作物內部遺傳基因的改變，經過人工幾代選擇和培育，便可獲得新的優良品種。”

2018年，“水稻核輻射誘變新種質創制與品種選育”項目通過成果評價，制出了一批水稻新種質資源，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的單產比區試對照品種提高了11%，節水耐旱性、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，是核技術應用于農業的第二大功用。當核技術衍變為“昆蟲輻射不育”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，經加速器產生電子束，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，又不會像農藥那樣產生公害。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，輻照技術在農業方面還有更多應用。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，提高食品的衛生質量和延長食品保藏期，而不影響食品的品質和安全。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、醫學領域

核醫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、介子和質子等方法治療。

2020年近年來，全國使用核技術的醫療單位已經有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，可用于探測固體及液體爆炸物、檢疫性違禁品等，并實現自動報警，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，而他經過隔離欄時，警報驟然響起。在經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測了出來。這套系統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，預防核輻射等恐怖活動的發生。低輻射車輛檢查系統，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、環保領域

在環保領域，核分析技術已應用于大氣污染物監測，水體和各類環境樣品的分析中;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。這種技術與傳統廢水處理技術相比，溫室氣體排放量少，基本不產生剩余污泥，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，不產生廢水廢渣，無二次污染，副產品為硫銨和硝銨混合物，可生產肥料。

根據中研研究院研究出版的《2021-2025年中國核技術應用行業經濟運行數據統計報告》統計分析顯示：

全球核技術應用市場發展分析

第一節 全球核技術應用市場發展周期

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

圖表：核技術應用產業鏈

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資料來源：中研普華產業研究院

第二節 全球核技術應用市場發展現狀

一、核技術動力應用

1、核電應用

海外核電發展較早，根據世界核能協會(WNA)的統計數據，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，中國核能總發電量排名全球第三位，僅次于美國和法國，但核能發電量占國內發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。

根據國際原子能機構統計，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，短時間內格局不會發生太大變化。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量最多。據統計，截至2018年底，中國核電在建機組數量達20臺，俄羅斯、印度分別有7臺、5臺。可以看出，中國的在建機組數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濟性。第三代核電技術遵循國際原子能機構最新核安全標準，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、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%，安全構筑物混凝土量減少了57.4%。基于安全性和經濟性的考慮，第三代核電技術是未來世界核電發展的主要方向之一，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。

據統計，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，且運營經驗豐富。

整體來看，壓水堆的使用范圍最為廣泛，機組數量最多。據統計，目前，美國、法國、日本、俄羅斯、中國等國家在使用壓水堆，其機組數量共計290臺。其次是費水堆，，機組數量達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生熱能，用以代替其他燃料加熱水，產生蒸汽發電或驅動航空母艦等設施運轉。

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，在建核電反應堆數量世界第一。

可以預測，我國核技術應用將繼續保持強勁的發展勢頭，應用領域將不斷拓展，應用規模將持續擴大。未來，核技術將會更加廣泛、深入地應用于農業、醫療、環保等領域，進一步推動我國核技術產業向標準化、集約化與國際化發展。同時，隨著核技術與其他技術、產業及經濟社會各領域深度交叉融合發展，核技術應用將給人們生活創造更多美好的改變，進一步造福人類。

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