Лаборатория Ок-Ридж отмечает 80 лет разработки и производства изотопов: применение в медицине, промышленности и науке

2 августа 1946 года в Клинтонской лаборатории в Ок-Ридже, штат Теннесси, США, состоялась первая официальная церемония передачи радиоактивных изотопов, произведённых на реакторе. Партия углерода-14 была отправлена отсюда в больницу рака кожи Барнарда в Сент-Луисе, штат Миссури. За 80 лет это событие стало рассматриваться как отправная точка разработки и производства изотопов в Ок-Риджской национальной лаборатории, а также ознаменовало начало более широкого гражданского применения радиоактивных изотопов, производимых на реакторах.

После окончания Второй мировой войны американское научное сообщество начало изучать пути мирного использования атомной энергии, и радиоактивные изотопы стали важным направлением. Как нестабильные варианты элементов, радиоактивные изотопы выделяют излучение в процессе распада и могут использоваться в медицине, промышленности, научных исследованиях и других областях. Графитовый реактор X-10 в Ок-Ридже был первоначально построен в период Манхэттенского проекта, а после войны постепенно стал важным источником радиоактивных изотопов для гражданских учреждений.

Ещё до первой официальной передачи в Ок-Ридже был опубликован каталог доступных радиоактивных изотопов. После официального начала поставок лаборатория быстро обработала накопленные заказы и продолжала принимать новые заявки. Согласно данным, в первый год Ок-Риджская национальная лаборатория поставила более 1000 партий изотопов, охватывающих 60 различных категорий; за последующие четыре года объём поставок вырос до примерно 20 000 партий.

С расширением спроса Ок-Риджская национальная лаборатория постепенно сформировала возможности по производству, разделению, переработке и упаковке изотопов. Графитовый реактор стал одним из важных мировых источников радиоактивных изотопов, обеспечивая исследования в области биологии, ядерной энергетики, радиационной безопасности и других сферах. Лаборатория также построила горячие камеры, включая Центр разработки радиохимической инженерии, для переработки и производства радиоактивных изотопов.

Высокопоточный изотопный реактор Ок-Риджской национальной лаборатории одновременно выполняет научно-исследовательские и производственные задачи, обладает мощным нейтронным потоком и может производить такие изотопы, как берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, — короткоживущие или трудно получаемые, некоторые из которых имеют ограниченные каналы поставок в мире. В то же время калютронные установки, ранее использовавшиеся вблизи Ок-Риджа для разделения изотопов урана, были переоборудованы после войны для разделения стабильных изотопов, а соответствующая продукция используется в медицине, науке, коммерции и для нужд национальной безопасности.

В настоящее время Ок-Риджская национальная лаборатория может предоставлять более 250 видов изотопов, включая стабильные и радиоактивные изотопы. Лаборатория ежегодно выполняет заказы примерно на 80 различных изотопов через Управление по разработке и производству изотопов Министерства энергетики США; пользователями являются медицинские учреждения, исследовательские организации и промышленные партнёры. Соответствующие изотопы используются для лечения рака, диагностики заболеваний, открытия новых элементов, разведки нефти и полезных ископаемых, контроля целостности сварных швов, анализа химического состава материалов, а также в качестве источников питания для ядерных батарей.

Что касается конкретных применений, плутоний-238, произведённый в Ок-Ридже, используется для электропитания космических аппаратов дальнего действия; калифорний-252 может использоваться для запуска ядерных реакторов; актиний-225 используется в исследованиях таргетной терапии рака и для повышения мощностей поставок; никель-63 применяется в устройствах обнаружения взрывчатых веществ в аэропортах; прометий-147 считается перспективным для применения в ядерных батареях. В 2010 году берклий-249, произведённый в Ок-Ридже, также участвовал в исследованиях, связанных с открытием новых элементов.

В условиях постоянно растущего спроса на изотопы Министерство энергетики США строит два новых ядерных объекта в Ок-Риджской национальной лаборатории: Американский центр производства и исследований стабильных изотопов, а также объект по переработке радиоактивных изотопов. Первый будет использовать технологии нового поколения для обогащения различных стабильных изотопов, второй повысит возможности поставок радиоактивных изотопов для обеспечения будущих потребностей медицины, промышленности, науки и других областей.