新CRP：利用輻射技術加強生質在生物塑料和其他化合物合成中的應用(F22081) (20230120)

新的協作研究計畫

Celina Horak, IAEA Department of Nuclear Sciences and Applications

一個新的IAEA協作研究計畫(CRP)將側重於生質原料的輻射加工，以提供新的生物基和可生物降解塑料解決方案，並增加這些可再生資源在生物能源和其他化合物生產中的使用。(圖片：A.Vargas-Terrones/IAEA)

IAEA正在呼籲研究機構加入其新的協作研究計畫(CRP)，該項目旨在加強生質在利用輻射技術合成生物塑料和其他化合物中的應用。 該項目名為”利用輻射技術加強生質在生物塑料和其他化合物合成中的使用”，是IAEA控制塑料污染核技術(NUTEC塑料)倡議下的一項活動。

生質主要由天然聚合物組成，是一種來自動物或植物的可再生質，可用於生物能源、生物塑料和其他化合物生產。

傳統的生質加工方法和路線通常涉及高能量攝入及溶劑或催化劑的添加。該過程很長並且不能有效地分解頑固的生質材料。與此同時，趨勢表明，到2030年，生物聚合物和化學中間體的需求將不斷增加，而生物燃料和其他需求將不斷增加。

輻射加工是獲得適用於各種應用的特定任務功能聚合物的公認、通用且有效的工具。然而，將輻射技術與天然聚合物結合使用仍存在挑戰。

這個為期5年的CRP將側重於生質原料(來自農業、森林、海洋或廢物/廢物來源)的輻射加工(加馬射線、電子束和X射線處理)，以提供新的生物基和可生物降解塑料解決方案，並增加這些可再生資源在生物能源和其他化合物生產中的使用。除了科技效益外，這種方法還將有助於實現與負擔得起的清潔能源(SDG7)、行業創新和基礎設施 (SDG9)，以及負責任的消費和生產(SDG12)相關的可持續發展目標 (SDG)。

CRP目標

CRP旨在加強輻射技術在天然和可生物降解聚合物改性中的應用，以獲得具有適用於各種應用的特定任務功能的生物塑料，減少基於化石燃料的一次性塑料，並提高生質能源的可用性目的。

具體來說，它是針對下列各點：

• 功能化天然和可生物降解的聚合物，重點是替代一次性塑料和石油基包裝材料。
• 將輻射技術整合到生物精煉廠中，以提高消費品的產量、質量或多樣性。

預期結果

協作研究計畫預計將提高成員國應用輻射技術(由加馬射線、電子束和/或X射線引發的聚合物改性的輻射誘導反應)的能力，以增加生質在生物能源中的使用，生物製品和中間化合物。它還有望幫助設計和開發試點生物精煉廠。

該項目預期的具體成果包括：

• 為生物能源應用或生物基產品/中間體建立的輻射介導過程，
• 用於合成和測試的統一協議，
• 通過使用輻射將研究人員聯網並在生物精煉應用中建立合作夥伴關係。
• 高質量出版物(IAEA和科學期刊)和宣傳材料。

如何加入CRP

有興趣加入CRP的研究組織必須在2023年3月10日前，使用CRA 網站上的適當模板，通過電子郵件將其研究合同或協議提案提交給 IAEA研究合同管理科。IAEA鼓勵研究機構盡可能讓女性研究人員和年輕研究人員參與他們的提案。有關此CRP的更多信息，潛在申請人應使用CRP頁面下的聯繫表。

什麼是氘？(20230113)

核解釋

Puja Daya，IAEA公共信息和傳播辦公室

氘是氫的穩定同位素，與“普通”氫原子或氕不同，它還含有一個中子。

同位素氘有一個質子、一個中子和一個電子。

平均而言，6,420個氫原子中就有一個是氘同位素。氘同位素分佈在含有氫的分子中，重要的是，包括所有形式的水--也包括我們體內的水。每立方米海水中含有33克氘，因此，海洋中含有數以噸計的同位素。

整個水循環中都可以追踪到氘，也稱為水文循環：水從地球表面移動到大氣層，並返回的連續循環過程(參見信息圖)。

氘的自然豐度因水源而異。水由氫原子和氧原子組成，因此，了解水體中的氘豐度可以為了解該水體的歷史和起源提供線索。這是同位素水文學的一個關鍵組成部分。氘還有許多其他用途，包括營養評估和未來核融合發電廠的燃料。請繼續閱讀以了解更多信息。

示蹤水循環和氘

整個水循環中都可以追踪到氘，也稱為水文循環：水從地球表面移動到大氣層，並返回的連續循環過程(參見信息圖)。

水的穩定同位素組成反映了水起源的位置，並追踪了水在水循環中的運動。例如，科學家可以根據其氘和氧同位素濃度，來表徵最近補充的地下水和化石地下水。有了這些數據，科學家們可以評估補充地下水資源所需的時間，並就如何最好地管理和保護水源向決策者提供建議。閱讀本文以了解更多訊息。

生物攝取具有天然氘特徵或反映水源的“指紋”的水分子。同位素特徵沿著食物網向上延伸，可以在不同物種的有機材料中找到。例如，鳥類的羽毛和爪子都有同位素指紋，可以追溯到水源的來源。通過測量有機材料的氘含量並將其與預測的雨圖相關聯，科學家們可以從本質上標記動物的起源並追踪其遷徙。

使用氘和其他穩定同位素的同位素特徵追踪各種物種的遷移，用於創建跨大陸遷移地圖。這有利於支持保護工作和保護動物的繁殖區。

拉丁美洲、加勒比地區具備利用核技術應對自然災害的能力(20230109)

Hennings，IAEA公共信息和傳播辦公室

關於推進民用和工業結構檢測的非破壞檢測(NDT)技術，使用不同類型的輻射來檢測混凝土、管道和焊接中的缺陷，可提供有關材料強度和完整性的可靠數據，而不會干擾可能已經脆弱或危險的結構。這些技術安全快捷，有助於保護平民。(照片：IAEA-ARCAL)

它是世界上第二大災害多發地區。由於其獨特的構造結構和天氣模式，拉丁美洲和加勒比地區容易受到地震、洪水和颶風等自然事件的影響。隨著氣候變化進一步加劇這些脆弱性的影響，該地區迫切需要能力來評估自然災害後建築結構的安全性和完整性，尤其是在城市地區。在IAEA的幫助下，該地區在這些能力方面實現了自力更生。

在IAEA的協助下，在阿根廷、智利、墨西哥和秘魯建立了四個響應中心，能夠使用核非破壞檢測(NDT)技術評估本國和鄰國道路和橋樑等土木結構的完整性。這些中心將在緊急情況下支持協調一致的區域響應。

該地區最近發生的地震極大地突出了網絡的重要性，這些網絡可以改善災害多發地區應急響應的協調。通過響應中心的發展，該地區在減輕災害影響方面變得自給自足。Gerardo Maghella，IAEA副工業技術專家說

NDT技術使用不同類型的輻射來檢測混凝土、管道和焊接中的缺陷，提供有關材料強度和完整性的可靠數據，而不會干擾可能已經削弱或危險的結構。這些技術安全快捷，有助於保護平民。

這四個響應中心是通過2018年啟動的IAEA技術合作(TC)計畫建立的，旨在利用核技術提高工業產品和服務的質量，並加強對拉丁美洲和加勒比地區城市結構的評估。

“該地區最近發生的地震極大地凸顯了網絡的重要性，這些網絡可以改善災害多發地區應急響應的協調。通過響應中心的發展，該地區在減輕災害影響方面已變得自給自足，”IAEA工業技術副技術長 Gerardo Maghella說。

非破壞檢測(NDT)是一種質量控制方法，它使用核技術在不損壞材料的情況下檢查材料。(照片：IAEA-ARCAL)

為建立這些中心，IAEA通過11月7日至18日在布宜諾斯艾利斯，正在進行的地區技術合作計畫組織了NDT技術專家的培訓和認證。來自阿根廷、巴西、哥斯達黎加和墨西哥的9名參與者，獲得了使用X射線和加馬射線的先進數字放射成像方法的新認證或重新認證。他們現在有資格，使用最新的NDT技術檢查土木工程結構。

來自10個國家(阿根廷、智利、哥斯達黎加、古巴、多米尼加共和國、厄瓜多爾、墨西哥、秘魯、烏拉圭和委內瑞拉)的另外24名參與者，獲得了NDT民用方法的資格，包括使用聲波檢測缺陷的目視檢查和超聲波檢測材料的厚度。

該認證對我們各自國家在土木工程領域推廣NDT方法，起到了非常重要的推動作用，”墨西哥國家核研究所項目負責人Eduardo Robles 說，他是新獲得認證的專家之一，也是墨西哥保密協議回應的代表。

培訓和認證由非營利性意大利非破壞檢測監測診斷學會(AIPnD)，根據與IAEA的實際安排，並根據ISO 9712非破壞檢測標準和ISO 17024通用要求，提供對於認證機構，使專家能夠培訓其他人。

阿根廷國家原子能司司長兼阿根廷新響應中心協調員Hernán Xargay 說：”IAEA組織的ISO級別的培訓和認證，增強了人們對滿足國際要求的信心，並支持協調整個地區的方法。”

領導智利新響應中心的智利核能委員會質量控制協調員Mario Barrera Méndez，對此表示贊同：”IAEA建立的網絡是該地區新的應急響應能力的基石。作為四個響應中心之一，我們打算在拉丁美洲和加勒比地區需要的地方，分享我們在NDT技術方面獲得的大量知識。”

非破壞檢測是一種質量控制方法，它使用核技術在不損壞材料的情況下檢查材料。IAEA支持使用非破壞檢測技術來維持核設施和其他工業設施安全運轉所必需的嚴格質量控制。它幫助各國培訓員工應用技術並提供設備。詳細了解 IAEA在非破壞檢測方面的工作。

新協作研究計畫：利用核探測技術促進安全可靠的貿易(J02015) (20230119)

IAEA核安全和安保司 Andrea Rahandini

核探測技術可以幫助識別出入境點和其他貿易地點的貨櫃中的核材料和其他放射性物質。(照片：D. Calma/IAEA)

IAEA啟動了一項為期四年的協作研究計畫(CRP)，旨在通過核探測技術的發展和進步，加強和促進安全可靠的貿易。該CRP旨在進一步加強全球合作，以防止核材料和其他放射性材料的非法販運，這對全球貿易和供應鏈構成威脅。

“IAEA事件和販運數據庫(ITDB)中報告的事件表明，涉及核材料和其他放射性物質的未經授權的活動和事件，包括販運和惡意使用事件，繼續發生，”IAEA負責人埃琳娜·布格洛娃說。核安全。”在邊境地區檢測不受監管控制的核材料和其他放射性物質的能力至關重要。”

從核安全的角度來看，核探測系統在邊境地點的有效運行是探測、預防和阻止非法販運核材料和其他放射性物質的貨櫃運輸的必要措施的關鍵組成部分。然而，需要更實用和集成的核檢測系統來平衡核安全措施和商業速度。例如，化肥、水泥和陶瓷等商品中天然存在的放射性物質(NORM)的存在常常會引發輻射探測器的警報。檢查每個運輸貨櫃的警報解決過程可能會造成運輸過程的延遲，並給海關官員帶來耗時的中斷。

該CRP涵蓋2022年至2026年期間，將研究和開發利用現有設備和流程的方法，以有效地充當供應鏈安全保障的附加層。

此外，將開發該CRP內的項目，以展示如何將輻射數據轉化為決策者(例如前線官員和國家當局)易於獲取的訊息。

CRP總體目標

協作研究計畫”利用核探測技術促進安全和可靠的貿易-- RN和其他違禁品的探測”的主要目標，是加強核安全探測系統和措施的使用和可持續性，以探測失控的核材料和其他放射性物質出入口和其他貿易地點。

通過發展和推進核探測技術相關方法、技術、算法、軟件工具、規範和技術指導文件，完善核探測系統，同時支持安全貿易便利化。核檢測技術與其他技術和數據分析的集成，將支持檢測表明存在其他違禁材料、安全隱患和商業欺詐的異常情況。

本CRP的具體研究目標是：

• 藉由增加強化核展示和發展相關方法來偵測放射性物質的非法販運的持續性保安體系與措施，以及偵測出可能出現違禁品、走私與商業詐欺罪
• 開發先進的方法和技術，以增強現有被動核探測技術驗證貨物內容的能力，例如評估來自輻射門式監測器(RPM)的流動數據並與申報的商品信息進行比較；
• 加強使用各種主動檢測技術(例如，使用X 射線和中子)來識別運輸貨櫃中的元素成分，以檢測核材料和放射性材料、爆炸物、藥物和化學製劑、其他違禁品和商業物品欺詐罪;
• 開發用於集成被動和主動檢測系統的先進技術，以加強對屏蔽核材料和其他放射性材料、其他違禁品和商業欺詐的檢測；
• 開發算法、方法、軟件工具和規範，以整合來自不同檢測技術的數據，信息處理自動化以優化有限資源，並改進數據分析在檢測技術響應評估中的使用；
• 通過與行業合作提高檢測非法活動的有效性並支持安全可靠的貿易，更好地了解高放射性核種濃度的天然放射性物質(NORM)商品的合法運輸做法。

如何加入這個 CRP

有興趣加入CRP的研究組織，必須使用CRA門戶網站上的適當模板，通過電子郵件將其研究合同或協議提案提交給IAEA的研究合同管理科。同一模板可用於研究合同和技術合同。IAEA鼓勵研究機構盡可能讓女性研究人員和年輕研究人員參與他們的提案。

種子在太空中接受輻射以探索生物學和遺傳學以增強糧食安全(20230111)

Shoba Sivasankar，IAEA核科學與應用司

擬南芥的種子因其獨特的特性而常用於基因實驗，高粱是一種營養豐富的穀物，可用於人類食物、動物飼料和乙醇，它們在國際空間站內外曝露了大約三年幾個月到太空中普遍存在的條件，主要是微重力，宇宙輻射和極端低溫的複雜混合物。(圖片：NASA、Nanoracks、IAEA)

去年11月發射到太空的種子現已放置在國際空間站內外，以曝露在全方位的宇宙輻射和太空的極端溫度下。

這項天體植物學調查，是IAEA和聯合國糧食及農業組織(糧農組織)，通過糧農組織/IAEA糧食和農業核技術聯合中心開展的一項工作，旨在探索宇宙輻射對種子的影響，作為正在進行的研究，旨在加強作物品種以抵御氣候變化的影響，並提高全球糧食安全。目的是確定極端溫度和宇宙輻射等惡劣的太空條件，是否會導致種子發生進化變化，進而確定這些變化是否有助於植物在面對越來越困難的生長時，變得更有彈性面對地球上的情況。

隨著世界努力適應氣候變化的後果，我們需要加快植物育種研究，以找到適當且具有成本效益的解決方案。Najat Mokhtar，IAEA副總署長兼核科學與應用司司長

“我們有責任探索能夠對人類健康和食品供應產生積極影響的核技術，”IAEA副總署長兼核科學與應用司司長Najat Mokhtar說。”隨著世界努力適應氣候變化的後果，我們需要加快植物育種研究，以找到適當且具有成本效益的解決方案。

擬南芥和高粱種子於2022年11月7日從位於美國弗吉尼亞州的 NASA Wallops飛行設施發射到太空，作為CRS2 NG-18國際空間站任務的一部分。12月13日，一半的種子被轉移到ISS Nanoracks外部平台。另一半被保存在國際空間站內進行比較，主要曝露在微重力和一定程度的輻射下。

“最易受氣候變化影響的小農糧食生產者迫切需要創新研發，”糧農組織副總署長瑪麗亞·海倫娜·塞梅說。“日益嚴酷的生長條件威脅著糧食生產，我們希望空間科學能夠通過促進富有彈性、營養豐富的作物品種的開發來改變這種情況。”

植物育種中的宇宙輻射

因曝露於不同環境條件而產生的自發突變是所有生物進化的基礎，IAEA和糧農組織長期以來，一直通過糧農組織/IAEA聯合中心，支持各國尋找具有理想性狀的新作物品種：輻射誘變技術，提高糧食和營養安全及農民收入。

Najat Mokhtar，IAEA副總署長兼核科學與應用司司長

“我們有責任探索能夠對人類健康和食品供應產生積極影響的核技術，”IAEA副總署長兼核科學與應用司司長Najat Mokhtar說。”隨著世界努力適應氣候變化的後果，我們需要加快植物育種研究，以找到適當且具有成本效益的解決方案。”

之所以選擇擬南芥和高粱種子進行研究，是因為已經有大量的遺傳知識可供分析和比較。擬南芥已被植物學家和遺傳學家廣泛研究，而高粱是半乾旱熱帶地區的一種作物，許多發展中國家種植這種穀物作為食物。

近60年來，位於奧地利維也納的糧農組織/IAEA聯合中心，一直在加快利用輻射開發新農作物品種的植物育種研究。在植物農業的歷史上，自然選擇或進化育種，也稱為突變育種，一直是作物馴化和植物育種的驅動力。它們負責植物對不斷變化的環境的遺傳適應，並導致作物的改良。迄今為止，已經利用輻射誘發的遺傳變異和突變育種開發了210多個植物物種的3,400多個新品種--包括70個國家農民使用的眾多糧食作物、觀賞植物和樹木。

當種子從太空返回時(目前預計在2023年4月^#)，它們將在糧農組織/IAEA聯合中心管理的位於塞伯斯多夫的IAEA溫室和實驗室中，發芽和生長並檢查DNA結構變異和生物效應。這些分析將有助於了解宇宙輻射和太空條件，是否對作物改良具有獨特的有價值的影響，並可能使地球上的人們受益。

#：已於20230415返回地球，請參本期新聞” IAEA/糧農組織計畫中的作物種子從太空返回以幫助養活一個變暖的世界(20230415)”。

大量融化：預測冰川未來的新核應用 (20230105)

Joanne Burge

瑞士的冰川在2022年損失了超過6%的體積，這是有紀錄以來最糟糕的一年。 (照片：施皮茨實驗室)

在全球範圍內，冰川自1970年代以來一直在流失。新降雪量與冰融化量的比例因全球變暖而失去平衡。這些巨大的冰結構正在融化、削弱、坍塌和消失，這在世界範圍內都是史無前例的。其結果是洪水、乾旱、供水受到威脅和經濟疲軟，所有這些都加劇了氣候變化的災難性影響。由於有如此多的生命依賴冰川提供飲用水、農業、水電和旅遊業。因此，準確預測和規劃他們接下來會發生什麼事，至關重要。

瑞士依賴其冰川，但它們也在快速融化。根據瑞士科學院的數據，該國的冰川在2022年損失了超過6%的體積，這是有紀錄以來最糟糕的一年。研究人員表示，到本世紀末，瑞士最大的阿萊奇冰川的冰量可能會減少一半。

傳統上，冰川學家使用標尺、照片和歷史繪畫等標記，來追踪冰川運動，以比較冰隨時間的變化。偶然的標記，例如墜毀的飛機，也可以表明冰川運動。現在有另一種更精確的方法，可以幫助冰川學家更準確地模擬冰川的行為，進而預測它們的未來。這可以支持決策者制定冰川消退或完全消失的計畫。

我們對IAEA參考材料的測試證實了我們能夠分析水中極低的放射性核素濃度--百萬分之一、百萬分之一克/千克--這是很難做到的。Stefan Rölling說，Spiez實驗室核化學部研究員

在該國首都伯爾尼以南約40公里處，施皮茨實驗室根據1950年代和1960年代核武器試驗(NWT)期間在冰中記錄的信號，開發了一種核技術。這些NWT產生並釋放到大氣中的人工放射性核素沉積在世界各地的冰川表層。由於這些NWT的日期已知，因此，確定這些放射性核素的峰值濃度，以及由於冰流引起的放射性核種擴散模式，可以確定冰層的年代。

“我們使用現有技術測量土壤和其他固體材料中的放射性核種，並首次將其應用於水、冰和雪，”Spiez實驗室核化學部研究員Stefan Röllin說。

冰中放射性核素檢測

在2019年和2020年，施皮茨實驗室的專家和瑞士武裝部隊的成員，在伯爾尼阿爾卑斯山崎嶇的地形上攀登了阿萊奇和高利冰川，以收集有關冰流的寶貴同位素數據。他們從每個冰川中提取了大約 200 個表面冰樣本，每個樣本重達1公斤--這個數量足以檢測低水平的放射性核素。然後他們熔化樣品並應用放射化學方法，提取和純化鈾和鈽的同位素，他們使用稱為多接收器電感耦合等離子體質譜儀或MC-ICP-MS的高靈敏度儀器對其進行分析。

研究人員還應用了其他核技術，可以檢測環境樣品中是否存在 NWT放射性核素，包括高分辨率加馬射線能譜法(檢測銫的存在)和液體閃爍計數(檢測氚的存在)。

Spiez實驗室於2021年在希臘舉行的國際環境放射性會議(ENVIRA 2021)和2022年在意大利舉行的放射性核種計量國際會議--低水平放射性測量技術(ICRM–LLRMT)上展示了其研究成果。

施皮茨實驗室自2016年以來一直是IAEA合作中心，並於2020年被重新指定為合作中心，直至2025年，以支持IAEA的計畫活動。 作為IAEA合作中心，它為進修人員提供培訓，並舉辦培訓課程和科學訪問者。它還參加了對IAEA成員國的專家訪問，以促進該技術在冰川對可持續環境政策和經濟具有重要意義的其他地方的實際應用。

“Spiez 實驗室是一個卓越中心，擁有出色的分析能力，以及對所有類型的污染物，特別是放射性核素進行現場採樣和測量的豐富經驗，”IAEA輻射測量實驗室負責人Iolanda Osvath說。”它為IAEA環境放射性測量分析實驗室網絡(ALMERA)的培訓和方法學開發提供了巨大支持。它的研究和開發以創新的方法解決了廣泛的環境問題，正如其在冰川方面的新工作所證明的那樣。”

我們對IAEA參考材料的測試證實了我們能夠分析水中極低的放射性核素濃度--百萬分之一、百萬分之一克/千克--這是很難做到的，”

羅林說。

 “這些數據可用於完善和調整冰川流動模型，更好地了解冰川融化的速度，預測其未來併校準冰川流動模型以獲得更高的精度，”Röllin 說。Spiez實驗室開發的方法針對來自愛爾蘭海的IAEA參考水樣進行了驗證，以確保准確性。科學家使用參考樣本來檢查他們的測試方法是否產生準確的結果。IAEA向全世界的實驗室提供此類樣品。

利用同位素水文學可持續地開發北非的地下水資源(20230118)

Joanne Liou

摩洛哥國家核能、科學和技術中心(CNESTEN)在非洲和中東的同位素技術應用方面，發揮著主導作用。(照片：CNESTEN)

淡水資源遠比我們看到的要豐富。雖然淡水以河流、湖泊和冰川的形式可見，但地下淡水資源--隱藏在地球之下--卻常常不為人知。

地下水存在於土壤、沙子和岩石的空間中，儲存在含水層中並緩慢流過含水層。它佔地球淡水的99%，據聯合國教育、科學及文化組織 (UNESCO)稱，世界上近一半的城市人口依賴它。鑑於氣候變化的影響，這種對地下水的依賴預計會增加。

IAEA 的同位素水文學家Yuliya Vystavna解釋說，降雨模式的波動和極端天氣事件的頻率，以及污染和集約化農業帶來的挑戰，影響著水資源的分佈和可用性。這在非洲乾旱和半乾旱地區尤為重要，這些地區蒸發率高，降雨量少，並且在很大程度上依賴地下水資源。“為了應對這些挑戰和水資源短缺，我們需要了解水資源並以可持續的方式管理它們，”她補充說。

地下水管理變得越來越重要，因為氣候變化導致地下水位全年下降，而且硝酸鹽污染或海水入侵造成的鹽鹼化會帶來質量風險。Rim Trabelsi說，突尼斯放射分析與環境實驗室主任

揭示地下水特徵

北非是撒哈拉沙漠的所在地，是地球上最乾旱的地區之一。突尼斯地處非洲大陸最北端，降雨量多變，是地中海地區水資源最少的國家之一。斯法克斯國家工程學院(ENIS)的環境(LARAE)。“這就是為什麼地下水確實是突尼斯可持續發展最可靠的資源，而且人們越來越依賴地下水供應。”

地下水使用量的增加突出表明需要更好地了解地下水補給和排放之間的聯繫--水從地表水流向地下水，反之亦然。“地下水管理變得越來越重要，因為氣候變化導致地下水位全年下降，而且硝酸鹽污染或海水入侵造成的鹽鹼化會帶來質量風險，”Trabelsi說。

通過研究水的同位素，科學家可以為如何保護和管理這種資源提供指導。水和其他物質中天然存在的穩定同位素的數量，用於揭示水的來源、運動、質量和年齡及識別污染源。例如，通過特定同位素的濃度測量的水齡範圍，可以從數月到數百萬年不等。地下水年齡是預測污染物存在，以及了解含水層補充速度的關鍵。

Trabelsi解釋說，“年輕的”地下水可以通過降水的地表水進行補充，但也可能受到污染和氣候條件變化的影響，而“老的”地下水需要更長的時間來補充，不太可能受到污染或受到變化的影響在氣候中。

不斷增長的分析能力

與許多科學領域一樣，同位素水文學工具和分析的應用需要能力建設。

當Hamid Marah於1990年代，首次開始在摩洛哥從事水資源管理領域的工作時，水樣必須被送到非洲以外的國家進行分析。摩洛哥國家核能、科學與技術中心(CNESTEN)的科學主任Marah說，非洲沒有能夠分析穩定同位素成分的實驗室。“多虧了IAEA的支持，多年來非洲大陸的能力得到了增強，我們現在在非洲擁有幾個可以可靠地分析同位素的實驗室。”

通過IAEA的技術合作計畫和協調研究項目，同位素水文學工具正在整個非洲傳播，使科學家能夠可持續地利用地下水資源。在過去十年中，包括水資源管理項目在內的IAEA氣候變化適應項目幾乎有一半發生在非洲。摩洛哥和突尼斯等國家在整個非洲大陸和中東的同位素技術應用方面，發揮著主導角色。

自2009年以來，LARAE和CNESTEN一直是AFRA地區指定中心，2015年CNESTEN成為IAEA專注於水資源評估和管理的合作中心。AFRA全稱African Regional Co-operative Agreement for Research, Development and Training related to Nuclear Science and Technology，是非洲國家為加強和擴大核科學技術，對非洲社會經濟發展的貢獻而建立的政府間協議。非洲大陸。LARAE和CNESTEN定期培訓來自非洲和中東各地的科學家，並為國家水文研究和IAEA支持的項目，進行了數千次同位素分析，這些項目旨在解決與含水層和盆地相關的水資源可用性和質量問題。

例如，在2020年的一項研究中，LARAE對來自突尼斯中西部含水層的地下水樣本，進行了化學和同位素測量分析。近幾十年來，灌溉農業的擴張和發展，已經耗盡了地表水資源。該研究有助於確定地下水是否適合飲用和灌溉，並確定鹽度變化的來源。該研究得到IAEA通過協調研究項目的支持，於2021年6月發表在《農業、生態系統與環境》雜誌上。

將於2023年7月3日至7日在奧地利維也納，舉行的IAEA國際同位素水文學專題討論會上，將有機會更多地了解地下水資源及其在氣候變化適應和減緩中的作用。

用於神經元的中子和用於放射性同位素的迴旋加速器(20230110)

Michael Madsen

膠質母細胞瘤是一種侵襲性惡性腫瘤，約佔所有腦腫瘤的15%。即使最初通過治療得到控制，癌症也幾乎總是會復發。手術和放療可以延長幾個月的生存期，但腦癌通常會在確診後一到兩年內結束生命，只有不到5%的人能活超過五年。與膠質母細胞瘤一樣，由於正常腦組織對手術和放療的敏感性，許多顱癌的治療是一個挑戰，但希望很快就會改變，部分原因是加速器產生的強烈來源的新療法成為可能中子。

“當你想到進行核反應時，你可能不會認為人頭是最好的地方--但你錯了，”IAEA的核物理學家伊恩斯溫森說。他正在幫助制定IAEA關於中子生產加速器應用的指南，包括在醫學領域。他說，特別是在一種癌症治療中使用這項技術，硼中子捕獲療法(BNCT)非常有前途：”在某些腦癌、頭頸癌中，向硼原子發射中子可以挽救生命。”

向某些腦癌、頭頸癌中的硼原子發射中子可以挽救生命。Ian Swainson說，IAEA核物理學家

BNCT利用中子可以釋放的破壞力，並儘可能地依賴於對腫瘤的局部損傷。硼10同位素可以利用中子的破壞能力。”硼10是非放射性的，非常擅長捕獲中子。結果，在非常局部的核反應中，硼分解成兩個高能碎片。因此，通過給患者註射特殊藥物，將硼10輸送到腫瘤部位，我們就將靶心對準了癌腫瘤，”Swainson解釋說。

BNCT在很大程度上仍處於實驗階段，並未廣泛使用，但這種情況正在發生變化。2020年，兩個BNCT設施在日本郡山和大阪開始了臨床治療。同年，IAEA和日本岡山大學同意通過舉辦活動、知識和信息交流，以及開發BNCT設施數據庫，來加強BNCT方面的合作。

“BNCT是一種尖端的癌症療法，”岡山大學校長Hirofumi Makino 當時表示。”這是現代核物理學和最新藥物細胞生物學的美滿結合。 但是，我們不應該忘記開發這項高難度醫療技術的長期奮鬥史。”

2001年，IAEA製作了BNCT技術報告，成為該領域的參考書。當時，唯一涉及的中子源是研究用反應器。從那時起，新一代基於加速器的緊湊型中子源被開發出來，可以直接安裝在診所中。這導致人們對BNCT的興趣重新燃起。

BNCT項目也在阿根廷、中國、芬蘭和韓國進行。“20年前，在癌症治療中使用來自加速器的中子還只是理論。現在它已成為現實，我們將在即將發布的題為“硼中子捕獲療法的進展”的技術文件中，反映此一進展，”Swainson說。

迴旋加速器革命

確定BNCT在患者身上的可行性，需要注射一種用迴旋加速器產生的氟18 (18F)放射性標記的硼化合物，然後使用稱為正電子發射斷層掃描-計算機斷層掃描(PET-CT)的核醫學技術對患者進行成像。18F標記的化合物稱為4-borono-2-18F-fluoro-phenylalanine，或FBPA。

 “FBPA很重要，因為它可以向醫生確認腫瘤已經吸收了含硼化合物，並準備好進行BNCT。沒有它，治療可能不起作用。隨著BNCT變得越來越廣泛，我們將需要迴旋加速器來滿足FBPA的需求，”IAEA 的放射性同位素和放射性藥物化學家Amirreza Jalilian說。迴旋加速器是一種粒子加速器，它通過向穩定同位素發射粒子束，來產生核醫學中使用的放射性同位素。這種相互作用會導致產生短壽命放射性同位素的核反應。由於這些放射性同位素衰變很快，因此，需要在進行治療的地點附近或現場生產並立即使用。

Jalilian 指出，儘管用於生產放射性同位素的研究反應器的數量相當穩定，但新型、多功能且價格越來越低的迴旋加速器在全球範圍內呈上升趨勢。許多用於患者的短壽命放射性同位素，可以由醫院的迴旋加速器產生，這是該技術的一個主要優勢。

放射性藥物氟脫氧葡萄糖只是一個例子。它依賴於18F，可以用迴旋加速器生產。這種放射性示踪劑用於大約95%的PET-CT程序，因此，在神經影像學和診斷癌症方面至關重要。

放射性藥物中的另一種主力是鎵68 (68Ga)，它是一些治療診斷性放射性藥物的關鍵成分--一種使用放射性同位素通過釋放輻射進行診斷和治療的藥物。此類放射性藥物在癌症的診斷和隨訪中發揮著重要作用，並在治療前列腺癌方面表現出特別的希望。然而，生產68Ga確實存在挑戰。

 “今天，生產68Ga最常用的方法是使用稱為發電機的非加速器系統，但發電機的產量根本無法滿足需求。迴旋加速器提供了一種有效的直接生產替代方法，並且已經大大擴展了68Ga的可用性，”Jalilian 說，並解釋說全球十個中心現在經常使用迴旋加速器生產68Ga。 IAEA目前正在協調一個研究項目，以支持交流基於迴旋加速器的 68Ga生產的國際專業知識，並於2019年發布了一本專門討論該主題的出版物《鎵68迴旋加速器生產》。

展望未來：IAEA 2023年的重要活動(20230103)

Mariia Platonova，IAEA公共信息和傳播辦公室

2023年IAEA和全球核議程的前景如何？以下是一些會議和活動的預覽：

二月

2月13日至16日，IAEA將在阿聯酋阿布扎比舉行第六屆有效核能和輻射監管系統國際會議：為快速變化的環境中的未來做準備。會議的目的是分享在提高核能和輻射監管系統有效性方面的監管經驗，同時考慮到本系列過去會議的成果。它將解決在快速變化環境中應對新出現的挑戰的彈性和敏捷性，以及創新、新興和新技術的監管方法、監管協調及國際和區域合作。

三月

IAEA理事會今年的第一次會議，將於3月6日在奧地利維也納召開。

《核安全公約》締約方第8次和第9次聯席審議會議，將於2023年3月20日至31日在維也納舉行。《核安全公約》是國際核子安全框架的基石。它是第一個具有法律約束力的國際條約，旨在解決核設施的安全問題，以確保此類設施能以安全、規範和無害環境的方式運轉。

四月

放射性藥物趨勢國際研討會(ISTR-2023)，將為在放射性同位素和放射性藥物生產領域工作的科學家和其他專業人員，提供一個論壇。會議將重點關注核醫學的進步，如何通過提供更好的診斷和更有效的治療方法，為臨床問題提供前所未有的解決方案。主題將涵蓋診斷、治療和治療診斷放射性同位素和放射性藥物的開發、生產和應用，以及監管、許可和教育問題等。研討會將於4月17日至21日在維也納舉行。

4月，種子已於2022年底發射到太空，在國際空間站內外曝露於輻射，即所謂的太空誘變，預計這些種子將返回地球進行培育，並篩選出可適應太空的有用特性與氣候變化相關的不斷變化的陸地條件。

五月

每四年舉辦一次的核子燃料循環用鈾原料國際研討會(URAM-2023)，將於5月8日至12日在維也納IAEA總部舉行。該活動將提供一個機會來討論鈾地質、勘探、採礦、加工和現場除役方面的最新發展和創新，以確保用作核子燃料的鈾的可持續供應和核電計畫的長期可持續性。

5月15日至19日，核除役國際會議：回顧過去，確保未來，將在維也納舉行。除役是任何核設施和放射設施生命週期的最後階段，需要以具有成本效益和對環境敏感的方式安全實施，並考慮到廠址的未來用途。會議將涵蓋核設施除役方面的成就和挑戰，以及安全、保安和具有成本效益的計畫實施，以提高人們對解決除役問題，作為可持續對未來一部分重要性的認識。

六月

理事會夏季會議將於6月5日召開。

6月19日至23日，核世界計算機安全國際會議：安全保障將在維也納舉行，重點關注基於計算機的系統在核材料和放射性材料及設施的安全保障中的重要作用。討論主題將包括核安全制度中計算機安全的國家級戰略和監管方法；與供應鏈管理相關的計算機安全程序實施和注意事項；人力資源對計算機安全的貢獻，以及計算機安全保障活動的實際實施。演示--包括一個網絡村--將使參與者能夠專注於他們自己在計算機安全中的作用。還將提供供應商展覽。會議將為主管當局、營運商、系統和安全集成商和供應商，以及從事與核安全相關的計算機安全活動的其他相關實體，提供一個全球論壇，以交流信息並促進計算機安全方面的國際合作，將其作為組成的一個部分。

七月

第16屆國際同位素水文學專題討論會將於7月3日至7日，在維也納舉行，屆時將慶祝60週年，為回顧同位素水文學的科學狀況、實際應用及研究趨勢和需求，以提供獨特的機會。同位素水文學有助於更好地了解水循環，並在水資源評估和管理、地球氣候過去和未來變化的研究及氣候對水循環的影響的研究，以及生態、野生動物等法醫學領域，都有應用和食品來源可追溯性。在此次活動中，與會者將回顧同位素水文學的基本原理，以及分析儀器的最新發展及同位素在水和氣候研究中的應用。他們還將確定更廣泛地使用同位素水文學的研究、分析和培訓要求，同時同位素水文學也可以幫助加速聯合國可持續發展目標6 (SDG6)：清潔水和衛生設施的重點領域。

九月

IAEA理事會第一次秋季會議將於9月11日開始。

IAEA第67屆大會將於2023年9月25日至29日在維也納舉行。其計畫將再次包括9月26日至27日的科學論壇。

十月

第二屆氣候變化和核電的角色國際會議將於10月9日至13日，在維也納舉行。該活動將為IAEA成員國、相關低碳能源部門的代表、國際組織和其他利害相關人，提供一個論壇，以交流核電在向淨零排放的能源轉型中角色的信息。

隨著核融合研究的發展勢頭強勁，以及目前正在實施的一系列下一步核融合裝置，10月16日至21日在英國倫敦舉行的第29 IAEA核融合能源會議(FEC 2023)，將為IAEA提供一個論壇成員國和夥伴組織，以討論將核核融合作為未來能源的關鍵物理和技術問題及創新概念。自IAEA成立以來，IAEA一直支持核融合研究，並組織兩年一度的核融合會議。

十一月

11月6日至10日，放射性廢棄物管理安全、除役及環境保護和治理國際會議：確保安全和實現可持續性將在維也納舉行。該活動的目的是提供一個交流信息、經驗和預期未來發展的論壇，以保持最高水平的安全標準，並在放射性廢棄物安全管理的背景下，管理安全與可持續發展之間的相互關係(包括用過核子燃料)、環境保護(包括放射性釋放控制)、核設施的安全除役及受污染區域的回復。

IAEA理事會將於11月23日召開會議。

11月27日至12月1日在約旦舉行的研究反應器國際會議：成就、經驗和通往可持續未來的道路，旨在促進關於運轉中和計劃中的研究反應器的信息交流。面向反應器營運商、管理人員、用戶、監管機構、設計人員和供應商，參與者可以分享所有相關領域的經驗，包括安全、安保、操作、燃料前端和後端選項、利用、基礎設施和能力建設及管理；並展示這些領域的研究反應器取得的成就和經驗，如何為可持續的未來做出貢獻。

十二月

聯合國氣候變化大會，即COP28，將於11月30日至12月12日在阿聯酋迪拜舉行。IAEA將第三次參加，重點介紹核技術和應用如何為應對氣候變化做出貢獻。去年，IAEA在締約方會議上主辦了有史以來第一個與核相關的展館，展示了核作為解決氣候變化挑戰的一部分的作用。

阿聯酋利用核電應對氣候變化並分享經驗(20230117)

Michael Madsen

一旦Barakah的四個反應器裝置完成，它們可以提供阿聯酋四分之一的電力。 (照片：ENEC)

按照任何人的標準，阿拉伯聯合酋長國(UAE)都是夏季炎熱的地方。那個季節的氣溫通常在40攝氏度範圍內，有時會超過50攝氏度。氣候變化正在加劇這種情況。這個擁有近1,000萬人口的國家被歸類為最易受氣候變化影響的國家之一，天氣變暖、降雨減少、乾旱、海平面升高和預計會有更多風暴。讓這個國家長期宜居意味著應對氣候變化。

阿聯酋應對氣候變化的一種方式，是通過核電減少其能源系統的碳足跡--這一戰略通過與IAEA的合作，正在幫助其他國家複製。

2007年，經過慎重考慮，阿聯酋決定發展民用核能計畫。在2012 年開始建設僅僅八年後，韓國設計的核動力反應器(四個系列中的第一個)連接到阿聯酋電網。新核電站位於該國首都阿布扎比以西近300公里的巴拉卡，是阿拉伯世界的第一座核電廠。

Francois Foulon說：“許多國家都在尋求新的核電計畫，但阿聯酋在如此短的時間內成功啟動計畫，並實現商業核能方面尤為特殊，符合我們今天所期望的所有安全標準和法規，”哈利法大學教授、核工程主席兼阿聯酋核技術中心主任說。

Foulon與IAEA密切合作，協調其他國家的專家可以訪問和學習阿聯酋經驗的活動。以此身份，哈利法大學自2017年起被指定為IAEA核能基礎設施和人力資源合作中心。

 “當阿聯酋開始其核計畫時，它的基礎設施和能力有限：很少有核工程師，沒有核經驗，沒有核立法，也沒有類似的榜樣來進行如此大的項目，”Foulo解釋說。“這個國家幾乎不得不從頭開始建造這一切。 IAEA一路提供幫助，因此，現在該國正在回饋和分享其經驗，以幫助其他國家實現其核電雄心。”

隨著全球氣候危機的惡化，對新核電的需求正在增長。世界可以從阿聯酋吸取教訓，確保一個脫碳的未來。IAEA核基礎設施發展科科長 Liliya Dulinets說

阿聯酋及其他地區的能源脫碳

Foulon說，阿聯酋追求核電的主要驅動力是其可靠性、24小時可用性和基本負荷低碳電力。低碳核電對該國至關重要，因為該國正在推行2050年“淨零排放”戰略，該戰略的目標是到2030年實現14 GW的清潔能源裝機容量。

Barakah正在為此做出貢獻，目前有兩台機組正在商業運營中，第三台正在啟動過程中，第四台正在調試的最後階段。一旦它的四個反應器裝置完成，它們可以提供多達四分之一的阿聯酋電力。阿聯酋核能公司(ENEC)預計該工廠將產生高達5,600兆瓦的電力--足以為該國 574,000戶家庭提供一整年的電力。他們說，這將防止每年釋放2,240 萬噸碳排放，相當於3.5億棵樹木在10年內吸收的碳量相同。這也相當於阿聯酋在2021年提交給聯合國氣候大會COP26的減排承諾的四分之一。

其他國家也有興趣利用核能作為減緩氣候變化的力量，如今約有30 個國家正在考慮發展核能。在IAEA的支持下，哈利法大學合作中心正在與其中一些國家分享其專業知識。

“阿聯酋的核電站開發經驗已成為所有新加入國家的山頭上的閃光燈；這些教訓清晰而驚人，”尼日利亞原子能委員會首席科學官Kufre Friday Akpan說。2019年，他參加了在阿聯酋舉辦的IAEA核電基礎設施發展短訓班，內容是實施國家核計劃要求。這段經歷讓他有機會訪問阿聯酋，並直接與阿聯酋聯邦核監管局(FANR)和ENEC的專家會面並向他們學習。

“哈利法大學合作中心讓來自世界各地的專家有機會學習阿聯酋的經驗及其發展核電的途徑，”IAEA核基礎設施發展科科長Liliya Dulinets 說。她與該中心密切合作，在該國組織培訓活動，最大限度地吸取其他人的經驗教訓。多年來，合作中心組織了許多培訓活動，包括為馬來西亞、沙特阿拉伯和越南等核啟動國家，舉辦的核教育和人力資源開發課程。

Dulinets表示，阿聯酋於2017年主辦了21世紀國際核電部長級會議，這是提高該國核能成功知名度的跳板。2023年，該國將在迪拜舉辦 COP28，成為全球關注的焦點。Dulinets現正與合作中心協調，進一步加強合作，針對新人的需求開展專門的培訓課程。“隨著全球氣候危機的惡化，對新核電的需求正在增長。

世界可以從阿聯酋吸取教訓，確保一個脫碳的未來。”