2024年核技术应用行业研究报告：顶层设计，时代“核”心

核技术应用：造福于民的“幕后英雄”

核能双翼之一，应用领域渗透广泛

核技术应用一般指非动力民用核技术。核技术是指以原子核结构与变化规律及其固有和伴随产生的物理现象为基础，并通过反 应堆、加速器、放射性同位素、核探测器或核仪器仪表等装置来开展实际应用的现代高技术，其一般可分为核武器技术、动力 核技术、非动力军用核技术和非动力民用核技术（亦称核技术应用或同位素及辐射技术应用）。 

核技术应用渗透社会各个领域。由于核技术应用极为广泛，涵盖工业、农业、医疗健康、公共安全等多个领域，在国防建设与 国民经济中发挥着重要作用，因此与核电并列被国际核能界比作“车之两轮”“鸟之双翼”。国际原子能机构（IAEA）指出： “就应用的广度而言，只有现代电子学和信息技术（ICT）才能与同位素及辐射技术相提并论。”

首次出台顶层设计，旨在加快核技术应用产业发展

国家首次出台顶层设计，推动核技术加速应用。2024年10月31日，国家原子能机构等十二部门联合印发《核技术应用产业高 质量发展三年行动方案（2024—2026年）》，历史上首次专门针对“核技术应用”产业进行顶层设计，要求2026年我国核 技术应用产业年直接经济产值达4000亿元，同时针对同位素供应、应用产业化、产业集群与头部企业等方面了明确指引。

我国非动力核技术已进入高速发展期

非动力核技术发展可从放射性同位素技术和辐照技术两条主线进行回顾。考虑到核技术应用又称为同位素及辐照技术应用，因 此我国非动力核技术的发展历程主要可拆解为放射性同位素技术发展和辐照技术发展两条主线。

当前我国非动力核技术已进入高速发展期。1）放射性同位素技术：我国放射性同位素技术已经经历过创业阶段、技术开发阶 段、保军转民阶段等三个阶段，近年来随着同位素制备、基础设施以及应用产业的兴起，我国涌现出一批专业化公司，行业进 入快速发展新阶段；2）辐照技术：我国自1958年开始食品辐射技术研究，20世纪80年代，在“五年计划”的推动下我国辐 射食品的研究和应用逐渐形成规模，此后辐照加工技术的应用领域持续拓展，相关法规不断完善，行业进入高速稳定增长时期。

核应用产业规模快速增长，且未来发掘潜力较大

我国非动力核技术应用产业规模快速增长。据中国核能行业协会估算，截至2022年底，全国从事放射性同位素和射线装置的 法人单位已达9万家；在役民用研究堆（临界装置）有18座（可生产同位素的5座）；在用各类射线装置约23万台，放射源 15.7万枚。从产值上看，我国核技术应用产值已从2015年的3000亿元（约占GDP的4.0‰）增长到2022年底的7000亿元 （约占GDP的5.7‰），年复合增长超15%。

对标海外发达国家，我国核技术应用产业增长空间巨大。当前全球已有150多个国家和地区开展核技术的研发与应用工作，其 中美国的核技术应用产值在90年代中期就已达到3310亿美元，约占GDP的4.7%，是核电产值的3.67倍，同期日本的核技术 应用产值也已超过700亿美元。对标海外发达国家，我国核技术产业发展仍有巨大的增长潜力。

产业各环节持续完善，中上游布局正当时

电子加速器：应用广泛的电磁装置

电子加速器能够提供高能粒子束或辐射线。电子加速器是一种使用人工方法使电子在真空中受磁场力控制、电场力加速而达到 高能量的电磁装置，由于其能提供各种高能电子束或辐射线，因此是进行物质深层结构研究的重要工具，目前已广泛应用于物 理科学研究以及社会生活的各个领域。本文中所指的电子加速器主要指工业辐照加速器，即用于辐照各种材料、参与化学反应 和进行灭菌消毒等工业生产过程中的加速器装置。

电子加速器构成主要包括电子枪和加速结构等。电子加速器的构成主要包括电子枪、加速结构、导向聚焦系统、束流输运系统 和高频功率源或高压电源等五个部分，作用原理体现为将带电粒子引入人工控制的电场，并在电磁力或电位场的作用下加速至 预定能量值后，使垂直于粒子运动方向的磁场产生洛伦兹力，进而将电子的势能转换成动能。

电子加速器：按照能区可分为低、中、高能三类

工业电子辐照加速器可根据应用需求主要分成三个能区。1）低能加速器（80keV~0.3MeV）的代表机型为电子帘加速器， 其没有加速管和扫描装置，体积较小、外形规整且具有自屏蔽功能，主要应用于农产品辐照灭菌、表面涂层辐射固化以及邮件 或包裹等表面的消毒灭菌等；2）中能加速器（0.3MeV~5MeV）的代表机型为高频高压加速器，其能量利用率较高，体积 较大，可适用于大规模工业生产；3）高能加速器（5MeV~10MeV）的代表机型为电子直线加速器，其主要利用微波加速电 子，注入和引出效率都比较高，可用于医疗器械和卫生用品的辐照消毒灭菌等。

电子加速器：按照加速电场可分为高压、高频两类

工业电子辐照加速器可根据加速电场分为高压加速器和高频加速器。1）高压加速器是利用直流高压电场来加速带电粒子的加 速器，其是辐射加工生产中应用最广泛的一类加速器；2）高频加速器是利用高频电场加速粒子的加速器，通过高频功率源将 功率溃入到加速器加速结构中，在加速结构中建立加速电场，电子在加速电场中经过一次或多次加速，即可获得很高的能量。 相对于高压加速器，高频加速器中加速电场低，受到高压击穿的制约小，因而易于实现较高的束流能量，所以辐射加工领域内 (5~10)MeV的高能加速器主要是高频加速器。

辐照加工：辐射装置和产品运输系统是核心

辐射装置的核心是辐射源和产品运输系统。为实现某一辐射加工过程，必须建立一套辐射装置以及与此相对应的辐射工艺与流 程。总体来看，辐射装置的基本部分包括（1）辐射源及其附属系统如通风、水冷等，（2）产品传输系统，（3）人员防辐射 安全屏蔽，（4）控制系统，以及（5）产品加工前后的储存区等，其中辐射装置的核心是辐射源和产品运输系统。

放射性同位素在众多领域均有广泛应用

放射性同位素在医学、工业、农业等领域应用广泛。当前已有超过3000种已知的放射性同位素，其是元素的不稳定形式。由 于这些放射性同位素会发出不同程度的辐射，因此在医学、工业、农业、放射性药物科学、工业应用、环境追踪和生物研究中 颇有用处。

下游应用极为广泛，关键领域加速国产化

工业领域：材料改性为重要应用方向

辐照材料改性是中国产业化程度最高的辐射技术应用领域。核技术在工业领域应用十分广泛，包括在材料改性、工业无损检测、 辐照辅助净化工业“三废”等，其中辐照材料改性是中国产业化程度最高的辐射技术应用领域。

辐照改性技术可使高分子材料发生辐射交联等反应。在电离辐射作用下,高分子化合物分子与小分子一样，首先产生电离、激 发、离子的中和、自由基等初级过程，其次是这些离子和自由基之间再发生反应。辐照改性技术主要是利用60Co-γ射线或电 子加速器产生的电子射线使高分子材料产生辐射交联、接枝、聚合、降解等反应，利用这些辐照改性反应可制备热缩材料、电 线电缆材料、电池隔膜材料、高吸水树脂、橡胶等，广泛应用于各个行业。

材料改性：高分子辐照改性技术已形成产业化应用

我国高分子辐照改性技术已实现产业化应用。我国改性技术多年前已较为成熟，高分子材料的四大辐射效应也均已实现产业化。 据统计其中辐射交联高分子材料产业占比最高，约占整个辐射化工产业的85%以上。

电线电缆改性之核级缆料：安全要求高，进入壁垒高

核级缆料需要具备低烟、无卤、阻燃等特性。 核级缆料即核电站电缆绝缘及护套所用原料，据估算一座百万千瓦级的核电机 组，所需各类电缆型号有100余种，总长近200万米，价值约1亿元左右；与普通电缆相比，核级缆料需具有低烟、无卤、阻燃 等特性，并要具有特定的耐环境性（如耐辐射性、耐LOCA性），因此技术门槛相对更高。其中，线缆绝缘层的改性改良可采 用电子加速器辐照工艺来完成。

核医学：利用放射性核素或核射线进行诊疗与研究

核医学可分为实验核医学和临床核医学。 核医学是开展核技术在医学中的应用以及其相关理论研究的学科，随着非动力民用 核技术的发展以及医疗技术的进步，应用放射性核素或核射线进行疾病的诊断、治疗与开展医学科研已成为医学领域的重要组 成部分。从应用范围和侧重点来看，核医学大致可分为实验核医学和临床核医学，其中实验核医学主要包括了放射性药物及标 志、放射性核素示踪技术等，而临床核医学主要包括了临床诊断与治疗。

核医学：需求潜力较大，产业规模有望快速增长

我国核医疗需求潜力较大，产业规模有望快速增长。我国核医疗需求还有较大发掘潜力，以医用同位素为例，对标世界发达国 家的核医疗水平，我国同位素实际需求量将会呈现爆发式增长。以核医学领域常用的8种医用同位素为例，保守估计每年需求 量将以5%~30%的速度增长，预计到2030年总需求将增长10倍以上。据测算，我国近年来放射性药物、核医疗装备的市场规 模复合增速超过15%，2025年核医疗市场规模预计突破1500亿元。

农业领域：可促进粮食安全与环境可持续发展

核技术广泛应用于农业的多个领域。核技术在农业上的应用主要以核物理和放射化学为主要研究手段，以农业生命物质、生命 活动核农业生态环境为主要研究对象，目的是解决农业科技进步和农业生产可持续发展中的关键技术问题。当前核技术在农业 领域的应用主要聚焦在动物生产和健康、食品安全及控制、植物诱变育种和遗传、水土管理及农业环境、害虫防治等领域，这 些应用不仅促进了粮食安全和农业可持续发展，也有助于应对气候变化和改良生态环境。

环保领域：核技术可用于废气、废水、废物的处理

环境污染主要包括废气、废水、废物的污染，核技术均可进行有效处理。对于生态系统造成干扰和损害的现象称为环境污染， 根据受污染的环境系统，环境污染可分为大气污染、水质污染和土壤污染等，通常称为“三废”（废气、废水、废物），当前 以电子束为代表的辐射技术能够针对环境污染的各类问题进行有效处理，可广泛应用于环保领域。

重点公司分析

中广核技：核技术应用第一股，背靠央企成长可期

核技术应用第一股，背靠央企成长可期。公司以“核技术让人类生活更美好”为使命，以A+战略为引领，在巩固加速器制造 的核心业务基础上，持续聚焦核技术应用产业布局深化拓展，重点针对加速器及其辐照应用业务（加速器Accelerator+）、 质子肿瘤治疗系统及同位素等医疗健康业务（原子Atom+）以及新材料业务及公司整体层面（先进Advanced+）打造发展战 略，未来随着一系列初期项目的成果转化，公司成长空间较大。

中国同辐：核医药龙头，背靠中核集团地位稳固

中核集团核技术应用产业发展主体，聚焦核医疗和辐照应用。中国同辐(1763.HK)是中核集团的核技术应用产业发展主体，公 司聚焦核医疗健康及辐照应用两大产业方向，于2018年7月6日在香港联合交易所成功上市。公司主营业务包括核药品、放射 源产品、辐照、放射治疗设备及相关服务以及其他业务。近年来公司营收持续增长，其中药品和核医疗设备为主要增长来源。

同方股份：聚焦安检产品与解决方案

拥有全球安检行业最完整的产品线序列。同方股份(600100.SH)作为“中核集团科研院所和清华大学及各高校科技成果转化授 权承接平台”，逐步形成和打造了核技术应用、智慧能源、数字信息、成果转化等主干产业集群。其中，公司核技术应用业务 主要为安全检测产品和综合解决方案，其拥有全球安检行业最完整的产品线序列，共计30 多个系列、300多个品种，实现了危 险物的自动识别、人脸识别、安检数据智能分析，为智慧机场、智慧海关、智慧口岸建设、智慧交通提供方案支撑。

报告节选：

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