核反应堆是核电站的心脏，它的工作原理是原子由、原子核 、与核外 、电子、 组成。当铀-235 的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2-3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀-235原子核，就会引起新的裂变。
反应堆生产的放射性核素，又称反应堆放射性核素(见放射性、核素)。常规生产供应的放射性核素已达200多种,几乎包括了周期表中绝大多数元素的主要放射性同位素，这些放射性核素中的很大部分，反应堆都能生产。
历史
反应堆放射性核素的研究、试制、生产，是美国于1942年建成世界上第一座反应堆后最先开展起来的。当时正值第二次世界大战，这方面的科研、试制和生产也都服从于军事核计划的需要，直至战后才开始转向民用。世界上第一份“放射性同位素产品目录”，是美国曼哈顿计划总部于1946年6月发表的;第一份反应堆放射性同位素商品是由美国橡树岭国家实验室发出的碳-14，其活度为1毫居里。从此开始了反应堆放射性核素的大量生产。中国在1958年由原子能研究所首次利用反应堆制备出钴-60等33种放射性核素，并于1959年起开始批量生产。
原理
反应堆放射性核素是将含有有关原子核的适当对象放入反应堆活性区，利用高注量中子来轰击，使有关原子核发生核反应而产生的。被轰击的对象称为靶子，做靶子的材料叫做靶材料，靶材料的有关元素及其有关原子核称为靶元素和靶核。由于中子是电中性的，不受原子核库仑势垒的影响，它很容易进入被轰击的靶核而实现核反应，使该靶核转变为所需的放射性核素。
主要类型
常用核反应中子辐照靶核引起的核反应很多，但在反应堆中子的能量条件下，对于生产放射性核素有意义的主要有下列几种核反应。
1
(n,)反应是最常用的核反应,例如可以利用Co(n,)Co来生产钴-60。这类核反应生成的放射性核素与靶核的原子序数相同，很难分离，其比活度一般较低，但这对大多数应用并无影响。采用富集靶核的靶材料做靶子去辐照，或利用齐拉特-查尔默斯效应在辐照中进行放射性核素的富集，可以提高其比活度。
2
(n,γ)后跟衰变反应，有些由(n,γ) 反应生成的放射性核素能很快地经过等衰变得到一种与靶核的原子序数不同的放射性核素，因而可以分离得到无载体的产品。例如利用来生产碘-131，利用以获得铟-113的同质异能素。
3
(n,p)反应和(n,α)反应，在反应堆中,只有原子序数小的一些核素可能发生这些核反应。由于原子序数发生了变化，也可以分离得到无载体的放射性核素，例如利用Cl(n,p)S来生产硫-35,利用Li(n,α)H来生产氚。
4
(n,f)反应，铀-235受到慢中子轰击能裂变,如用铀-235作靶，在反应堆中作短时间辐照,就可以得到几种很有用的短半衰期的核素,例如利用(n,f)反应来生产钼-99并可同时得到氙-133等几种放射性核素。这和核燃料后处理工厂回收一些长半衰期的裂变产物放射性核素的情况是不同的。
5
次级核反应是利用第一级核反应得到的、具有一定能量的粒子或反冲核来轰击另外一种靶核所发生的核反应。次级核反应同样可以用于生产放射性核素，例如以碳酸锂作靶子，用Li(n,α)H核反应得到的2.7兆电子伏的氚去轰击同一靶材料中的氧16，通过核反应O(H,n)F来生产氟-18。
发展现状
目前国际放射性核素生产现状 放射性核素的来源主要包括：核反应堆生产，加速器生产，从核燃料后处理废液中分离提取。至 2011 年，全球共有 672 座研究堆，目前仍在运行的研究堆有 232 座 。
随着国际上几个主要的放射性药物制备用反应堆接近寿期和对核不扩散的限制越来越重视，国际原子能机构(IAEA)和经济合作与发展组织(OECD)都在关注高浓铀生产裂变产物钼-99的替代技术，包括用低浓铀直接堆照生产和用加速器制造。目前已有荷兰(建设反应堆)、德国(建设反应堆)、澳大利亚(扩大产能)、比利时(研究低浓铀技术)、韩国(建设专用同位素反应堆)、加拿大(使用加速器)在开展相关工作。
虽然我国的放射性药物制备走过了60年历史，放射性药物的生产从化工厂走向了标准化的GMP，从最初的全部医用核素、裂变型 99Mo- 99mTc发生器生产进口到目前《中国药典》上收录了近30种药品，多数核素能国产化生产;医疗机构能自行制备多种单光子及正电子放射性药物。但与欧美发达国家相比，不论在医用核素的种类还是批准上市的品种仍有很大的差距。
2017年全球放射性药物销售额达45亿美元，美国占38%，欧洲占24%，我国仅占不到8%，与我国目前的经济总量明显不相称。
以目前使用较多的 99mTc为例，其母体核素 99Mo全球2017年用量50万居里，美国年用量20~30万居里，占全球50%以上，而我国年用量为1.2万居里，仅占全球3%。
同时，我国存在明显的地区差异，放射性药物使用量主要集中在北京、上海及沿海发达地区，全国50%以上PET/CT设备主要分布在东部沿海地区，东部地区在正电子放射性药物研发、制备和使用方面有很大的优势，但我国的核技术应用依旧落后于西方发达国家。
