橡树岭国家实验室 技术员约翰·戴尔和T
戴尔在ORNL放射化学工程发展中心的一个屏蔽洞穴中使用机械手将浓缩的Pm-147与钚-238生产过程中产生的副产品分离开来
信用:理查德·梅斯/ORNL，美国
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能量的 橡树岭国家实验室开发的一种新方法证明，一项成果的垃圾是另一项成果的有价值的同位素
能源部实验室的国家钚-238生产计划的副产品之一是钷-147，一种用于核电池和测量材料厚度的稀有同位素
镎-237靶在高通量Iso tope反应堆(美国能源部科学办公室的一个用户设施)中被辐照后留下的含有放射性元素的废物，要处置这些废物既困难又昂贵，以生产用于空间探索的钚-238
但是去年，美国能源部同位素项目的一个新的ORNL项目开始从钚238从目标中分离出来时留下的裂变产物中提取钚147
这项努力的主要目标是重新建立国内Pm-147的生产，这种产品供不应求，而且它还有一个附带的好处:降低废物中放射性元素的浓度，这样它就可以在现在和将来以更简单、更便宜的方式安全处置
“在回收美国能源部同位素计划想要的有价值产品的过程中，我们意识到我们可以降低处置成本，”ORNL的理查德·梅斯说，他是新兴同位素研究小组的组长
“有一些协同作用
" Pm-147是一种用于核电池的高需求同位素，在提纯并准备运往客户之前，它是从ORNL REDC热电池生产钚238的其他副产品中分离出来的
信用:理查德·梅斯/ORNL，美国
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能量的 Pm-147不是美国能源部同位素计划关注的钚238生产废物流中唯一有价值的金属，但它是梅斯团队成功提取的第一种金属
ORNL的苏珊·霍格写了从钚-238废料中开采Pm-147的原始提议，并提供了计算支持，详细说明了溶液中存在的潜在同位素。梅斯一直在与ORNL放射化学分离科学组的临时组长勒蒂霞·德尔茂合作，开发提取和纯化它的过程
“目前，我们是美国唯一的Pm-147生产商
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，而且有市场，”梅斯说
研究表明，它可以在医学成像和作为放射性同位素为空间探测器发电方面有更多的应用
钚238供应计划由美国国家航空航天局资助，由美国能源部核能办公室管理，而钚147的回收则由美国能源部科学办公室下属的美国能源部同位素计划资助
ORNL还在为美国能源部的同位素计划进行研究，在该计划中，钕-146在高通量同位素反应堆(或HFIR)中被辐照，以制造Pm-147
这一过程将提供一个新的替代方案，加强这种重要同位素的国内供应链，并减轻美国的
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对单一外国供应的依赖
梅斯团队的努力与钚238的生产计划有关，目前的生产计划是一年两到四个加工周期
他们估计每批大约有数百居里的Pm-147
该团队24小时轮班工作了几天，使用ORNL放射化学工程开发中心(REDC)的热室，从钚238副产品溶液中分离出一批浓缩的Pm-147
ORNL的技术人员在ORNL放射化学工程发展中心的一个屏蔽洞穴中使用机械手将浓缩的Pm-147与钚-238生产过程中产生的副产品分离
信用:理查德·梅斯/ORNL，美国
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能量的 然后，这批铀被转移到REDC的一个屏蔽洞穴——一种较小的热室——中，在那里进行提纯，准备运送给美国能源部同位素计划的客户
这个过程需要几个月的努力和大约20个人
该团队将在接下来的一年里证明从钚238副产品中回收Pm-147是否可持续
如果是这样的话，这个项目应该会随着钚238计划一起发展
实验室的目标是生产足够的钚-238来生产1
每年5公斤氧化钚，以满足美国宇航局对深空旅行的需求
ORNL生产的氧化钚在正在探索火星的“毅力”号探测器上
专门从事放射化学分离的德尔茂说，Pm-147是处理钚-238后剩下的十几种元素之一，分离单个元素需要工作
“几十年来，将镧系元素相互分离以及与三价锕系元素分离一直是一个挑战，”她说
“当元素具有相同的化学性质时，很难挑出一种
" 目前，Pm-147是从废物流中收集的唯一同位素，但该项目的一个重要的附带利益最终可能是大幅减少实验室必须处理的超铀材料的数量
梅斯说，成功研制Pm-147可能会导致在ORNL提取其他材料
“我们有一个废物流，里面有有价值的产品——有许多用途的产品，”他说
“我们的国家实验室有资源和经验来安全有效地隔离它们
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