Les techniciens John Dyer et T. Dyer utilisent un bras manipulateur dans une grotte blindée du Centre de développement du génie radiochimique de l'ORNL pour séparer le Pm-147 concentré des sous-produits générés par la production de Pu-238. Crédit :Richard Mayes/ORNL, Département américain de l'énergie
Une nouvelle méthode développée au laboratoire national d'Oak Ridge prouve que les déchets d'un effort sont l'isotope précieux d'un autre.
L'un des sous-produits du programme national de production de plutonium-238 du laboratoire du ministère de l'Énergie est le prométhium-147, un isotope rare utilisé dans les batteries nucléaires et pour mesurer l'épaisseur des matériaux.
Il est difficile et coûteux d'éliminer les déchets contenant des éléments radioactifs laissés après l'irradiation des cibles de neptunium-237 dans le réacteur isotopique à haut flux, une installation utilisateur du DOE Office of Science, produire du Pu-238 pour l'exploration spatiale. Mais l'année dernière, un nouveau projet ORNL pour le programme d'isotopes du DOE a commencé à extraire le Pm-147 des produits de fission laissés lorsque le Pu-238 est séparé de la cible.
L'objectif principal de cet effort est de rétablir la production nationale de Pm-147, qui manque, et il a un avantage secondaire :réduire les concentrations d'éléments radioactifs dans les déchets, afin qu'il puisse être éliminé en toute sécurité de manière plus simple, des moyens moins coûteux à la fois maintenant et à l'avenir.
"Dans le processus de récupération d'un produit précieux que le DOE Isotope Program veut, nous avons réalisé que nous pouvons réduire nos coûts d'élimination, " a déclaré Richard Mayes de l'ORNL, chef de groupe pour la recherche sur les isotopes émergents. « Il y a une certaine synergie.
PM-147, un isotope très demandé utilisé dans les batteries nucléaires, est isolé des autres sous-produits de la production de Pu-238 dans les cellules chaudes du REDC de l'ORNL avant d'être purifié et prêt à être expédié aux clients. Crédit :Richard Mayes/ORNL, Département américain de l'énergie
Le Pm-147 n'est pas le seul métal précieux dans le flux de déchets de production de Pu-238 qui intéresse le programme d'isotopes du DOE, mais c'est la première équipe de Mayes a réussi à extraire. Susan Hogle de l'ORNL a rédigé la proposition initiale d'extraction de Pm-147 à partir de déchets de Pu-238 et fournit un support informatique détaillant les isotopes potentiels présents dans la solution, et Mayes a travaillé avec Lætitia Delmau, chef de groupe par intérim pour le Radiochemical Separations Science Group à l'ORNL, développer un procédé pour l'extraire et le purifier.
"Actuellement, nous sommes les seuls producteurs de Pm-147 aux États-Unis, et il y a un marché pour ça, ", a déclaré Mayes. La recherche indique qu'il pourrait avoir des applications supplémentaires en imagerie médicale et en tant que radio-isotope pour générer de l'énergie pour les sondes spatiales.
Alors que le programme d'approvisionnement en Pu-238 est financé par la NASA et géré par le Bureau de l'énergie nucléaire du DOE, la récupération de Pm-147 est financée par le DOE Isotope Program au sein du DOE's Office of Science.
L'ORNL poursuit également des recherches pour le DOE Isotope Program dans lequel le néodyme-146 est irradié dans le High Flux Isotope Reactor, ou HFIR pour faire Pm-147. Ce procédé offrirait une nouvelle alternative, renforcer la chaîne d'approvisionnement nationale pour cet isotope important, et atténuer la dépendance des États-Unis vis-à-vis d'un seul approvisionnement étranger.
Les efforts de l'équipe de Mayes sont liés au calendrier de production du Pu-238, qui se situe actuellement entre deux et quatre cycles de traitement par an. Ils estiment qu'il y a environ des centaines de curies de Pm-147 dans chaque lot. Travailler en équipe 24 heures sur 24 pendant plusieurs jours, l'équipe utilise des cellules chaudes dans le centre de développement du génie radiochimique de l'ORNL, ou REDC, pour isoler un lot concentré de Pm-147 de la solution de sous-produits de Pu-238.
