- 美國國家實驗室開發新過程，縮短鈽-252 生產時間。
- 鈽-252 用於核反應堆及多種工業應用。
- ORNL 目前是唯一的鈽-252 生產商，需求預計將增加。
- 新方法可提高鈽-252 生產效率，減少冗長步驟。
美國國家實驗室開發了一種新的化學過程，可能使鈽-252 的生產進度縮短一週或更長時間。鈽-252 是一種稀有放射性同位素，用於啟動核反應堆，並支持一系列工業和國家安全應用。橡樹嶺國家實驗室（ORNL）目前是西方世界唯一的鈽-252 生產商。該實驗室預計，隨著美國擴大其核能雄心以及新反應堆技術的推出，對這種發射中子同位素的需求將會增加。該同位素用於啟動核反應堆並分析新鮮反應堆燃料。
此外，它還在石油井測試、煤炭分析、儀器校準和安全系統中具有應用。
鈽-252 的多重應用
ORNL 為一個工業聯盟生產該同位素，該聯盟負責製造和分發成品的密封放射源給全球客户。預計需求的增加與美國擴大國內核能的計劃部分相關。聯邦政策要求增加核能產能，包括在 2030 年前開始建設 10 個大型反應堆的努力，以及提高現有反應堆的最大運行功率。幾家公司也在開發小型裂變反應堆，這些反應堆可能在啟動時使用鈽-252。此外，一項行政命令指示美國軍方在未來兩年內在國內一個陸軍基地部署一個核反應堆。
該同位素的應用已超越傳統發電範疇。國家安全應用包括燃料棒掃描儀和港口安全系統，而工業用户則依賴鈽-252 用於石油井測試、煤炭分析和儀器校準等應用。ORNL 鈽-252 計劃經理薩曼莎·施雷爾表示，實驗室因此希望顯著增加產量。施雷爾形容這是一個令人興奮的鈽-252 生產新篇章，並表示此舉旨在提高重元素的生產效率，同時提升實驗室的內部效率。
新技術的潛在影響
ORNL 目前以兩年為週期生產鈽-252。施雷爾考慮過是否年度生產活動會更有效，但最終得出結論，這種方法在經濟和運營上都不可行，原因在於成本、有限的熱室容量及該同位素相對較短的半衰期。因此，實驗室正在尋找通過更高效的處理來增加產出的方式。最有前景的變化之一源於近十年前的放射化學家萊蒂西亞·德爾莫。在 2015 年的鈽-252 分離活動中，德爾莫考慮是否可以利用不同的溶劑萃取技術來消除過程中的一個冗長步驟。
數十年來，ORNL 一直使用雙二乙基己基磷酸（HDEHP）來將三價鋱和鑭從通過溶解輻照靶產生的溶液中分離出來。這些元素與鈽-252 同時生成，並且在處理過程中需要分離。現有方法要求在萃取之前，必須將溶液的酸度顯著降低，而這項調整大約需要一週的時間。為了測試這個想法，德爾莫獲得了一小部分來自正在進行的生產活動的廢液樣本。這種材料被稀釋到足以降低其放射性，以便可以在手套箱中進行研究，而不是在重型屏蔽熱室內進行。
這些實驗為一種新的處理方法奠定了基礎，該方法可以使未來的鈽-252 生產活動變得更加高效。
這一發現具有重要意義，因為鈽-252 的生產難度高，且其應用範圍從核能到國家安全和工業運作均有涉及。隨著美國尋求擴大其核能艦隊及開發新反應堆技術，增加西方世界對該同位素的供應效率可能會變得日益重要。
美國核能擴張對鈽-252 需求的影響
隨著美國推動核能擴張及新反應堆技術的開發，鈽-252 的需求將顯著增加。這種同位素不僅用於核反應堆啟動，還在國家安全及工業應用中扮演重要角色。ORNL 的新技術可能會提高鈽-252 的生產效率，這對於滿足未來日益增長的需求至關重要。隨著全球對核能的重視，提升鈽-252 的供應能力將成為一項重要任務。