在核工业理化工（850102）程研究院的实验室里，一排排样品容器静立架上。硅-28、镍-64、锗-76、氙-124、氙-129、镱-176、钼-100……标签上的名字，对大多数人来说陌生而拗口。
它们按克计算，价比黄金更贵。
它们正是一个正在快速壮大的“家族”——稳定同位素。
这个家族的成员，从航天芯片到癌症早筛，从暗物质探测到量子计算，无处不在、至关重要。而将它们“聚拢”起来的，是核理化院几代科研人员30余年的坚守。
30余年来，他们攻坚克难，成功分离出数十种元素的稳定同位素，形成了完整的研发谱系，打破了国外长期垄断，让中国在世界稳定同位素版图上从“跟跑”走向“并跑”甚至“领跑”。
三十余年“冷板凳”，坐出一流技术
说起同位素，很多人第一反应是“有辐射、很危险”。这是一个误解。
同位素分为两类：一类“性子急”，原子核不稳定，会衰变放出射线，叫放射性同位素；另一类“性子稳”，几乎不产生辐射，叫稳定同位素。
体检时吹气测幽门螺杆菌，用的是碳-13；手机芯片制造，离不开硼-11和锗-72；肺部磁共振成像，需要氙-129——这些都是稳定同位素，安全且无害。
稳定同位素是支撑基础科研、高端工业、核医学等国家战略领域的核心材料，但其研发生产技术壁垒高，长期被少数国家垄断。我国稳定同位素产业起步较晚，早期技术差距显著，高端产品完全依赖进口，而核理化院的坚守，让这一局面正被改写。
1989年，核理化院启动分离稳定同位素研究，验证了氙、锌、碲等同位素的分离可行性。
而高品质的稳定同位素需具有更高丰度和更高化学纯度，涉及的技术主要是同位素分离和化学纯化转化。从同位素分离技术角度看，有的同位素天然丰度极低，比如氙-124，天然丰度只有0.096%，但用户要求的丰度一般是99.9%以上，也就是说要借助特殊手段把丰度提高1000多倍。从纯化技术角度来说，必须针对目标同位素建立相应的转化方法和纯化工（850102）艺。分离的元素不同，纯化的工艺和方法也不一样。因此，要获得满足用户要求的稳定同位素产品，需突破诸多技术难点。
此后30余年，科研团队潜心深耕、积累经验，最艰难时期仅剩数人坚守，但团队始终迎难而上、步履不停。“板凳甘坐十年冷”从来不是修辞，而是他们的日常。
功夫不负有心人。2010年，公斤级丰度99.5%硅-28成功问世；2015年，6种氙同位素产品相继攻克；2021年，碳同位素专用机型研发完成，核级贫化醋酸锌-64、高纯二氧化锗-76中试生产线顺利建成，一步步夯实技术根基。
进入“十四五”，成果迎来井喷。
2023年，我国首次获得公斤级丰度99%的钼-100同位素，填补国内空白；2024年，国际上首次采用先进工艺制备高丰度克量级镱-176同位素，同年实现国内首次制备克量级丰度超99%的镍-64同位素，价值堪比同等重量黄金数百倍；2025年，公斤级高丰度钼-98、公斤级丰度超99%的碲-130同位素相继研制成功，同年10月，国内最大高丰度镱-176同位素科技产业基地开工建设，标志着我国稳定同位素产业正式从“实验室”迈向“生产线”。
“截至目前，核理化院已成功研发20余种稳定同位素产品，涵盖碳、氙、锌、钼、锗、镱、镍、碲等十余种元素，形成完整的技术研发体系及产品制备能力，跻身世界先进水平之列。”核理化院稳定同位素技术研发中心总经理颜明表示。
从无到有，从克到公斤，从实验室到生产线，核理化院用了30余年，走出了一条打破垄断、领跑全球的突围之路。
四大赛道，明星产品闪亮登场
核理化院锚定“四个面向”，将稳定同位素研发精准对接到四大领域，各赛道“明星产品”脱颖而出。
基础物理前沿：锗-76、钼-100助力“捕捉”宇宙奥秘
在四川凉山州锦屏山2400米深处，世界最深的地下实验室——中国锦屏地下实验室正在开展无中微子双贝塔衰变实验，探寻宇宙基础物质与起源的终极答案，是全球基础物理研究的最前沿。
实验核心材料正是高丰度锗-76、钼-100稳定同位素，此前我国长期依赖进口。2022年，锗-76的研发和规模化能力建设快速突破，项目合作团队用不到一年时间，帮助实现百公斤级规模化生产，充分保障锦屏实验需求。2023年，核理化院成功制备公斤级钼-100同位素，为后续实验开展奠定坚实基础。
人民生命健康：镱-176、镍-64、氙-129护航“健康中国”
核医学领域，稳定同位素正引领精准诊疗新变革。
镱-176是生产放射性核素镥-177的前置材料。镥-177释放的β粒子可精准杀死前列腺癌、乳腺癌、神经内分泌肿瘤等癌细胞，是国际公认的“诊疗一体化”核素。
2023年12月，核理化院首次获得国内克量级镱-176并成功入堆辐照，生产出合格的镥-177产品。2025年10月，国内最大的高丰度镱-176同位素科技产业基地在中新天津生态城开工建设，建成达产后将形成公斤级年产能，彻底打破国外垄断。
镍-64，价值黄金数百倍的“诊断先锋”，是新一代PET显像核素铜-64的原料，可精准显示神经内分泌瘤、乳腺癌、多发性骨髓瘤等病灶。2024年，国内首次成功制备克量级超99%丰度镍-64，打通镍-64至铜-64全技术路线，产能与质量均优于行业标准。
氙-129，给肺拍一张“高清照片”。传统CT对肺部空腔结构成像困难。氙-129经超极化处理后可“点亮”肺部，实现早期病变精准筛查。目前，核理化院是国内唯一能稳定供应氙-129同位素的单位。核理化院稳定同位素技术研发中心副总经理蔡伟表示，未来多款核医学领域用同位素大幅供应，能让癌症诊断和治疗费用进一步降低，让高端诊疗普惠大众。
前沿科技：硅-28赋能“中国芯”
半导体（881121）与高端制造领域，硅-28是芯片性能“放大器”。天然硅含硅-29、硅-30同位素，晶格结构有缺陷；高丰度硅-28无核自旋，可提升芯片运行稳定性，提高散热性能，适配高性能计算、量子计算等场景。
2008年，核理化院产出公斤级99.5%丰度硅-28，为国内最早规模化供应单位。在此基础上，此次实现公斤级丰度超过99.99%硅-28生产，能够支撑国内众多顶尖团队硅基量子计算研究。
先进工业：贫化锌-64，核电“血管软化剂”
核工业领域，贫化锌-64堪称核电（885571）“血管软化剂”，在降低一回路应力腐蚀的同时，降低反应堆辐射剂量，进一步提升核电（885571）机组大修期间的职业辐射防护水平。
“针对不同质量同位素，我们掌握核心技术，构建完整技术谱系，具备设计建设、工质纯化、高纯度检测全链条能力，可提供稳定可靠的同位素产品。”核理化院稳定同位素领域首席专家、稳定同位素技术研发中心总工程师谢全新表示，截至目前，核理化院已研发20余种稳定同位素，覆盖碳、氙、锌、钼、锗、镱、镍、碲等元素，持续壮大的稳定同位素家族，为我国关键材料自主可控筑牢根基。
蓝海崛起，稳定同位素驶入发展快车道
稳定同位素的需求端大多是高新技术产业，比如芯片制造、量子计算、核医学等。随着产业升级速度加快，越来越多行业对稳定同位素有了旺盛需求，稳定同位素产业步入发展快车道。
面对这片蓝海，核理化院的目标不止于“跟跑”，更要抢占发展主动权。“我们未来不止于此，规模还要进一步做大，这也是客户的迫切期待。”蔡伟表示。
小瓶子，大未来。从基础物理到核医学，从先进工业到国家战略，从受制于人到自主可控——核理化院用三十余年的坚守，走出了一条稳定同位素的突围之路。
小瓶子里装的，不只是稳定同位素家族，它们是一个大国的战略底气，更是千家万户触手可及的健康与希望。
