Le Laboratoire national d'Oak Ridge réduit de moitié le temps de séparation du californium-252

fr.wedoany.com Rapport : Le 4 août, le Laboratoire national d'Oak Ridge (États-Unis) a révélé qu'un nouveau procédé d'extraction par solvant destiné à la production de californium-252 avait été testé à pleine échelle lors du lot de production 2025. Ce procédé, tout en maintenant la qualité du produit, réduit d'environ une semaine le temps de traitement de l'étape clé de séparation radiochimique, soit la moitié du temps initial, et est prévu pour le prochain lot de production.

Le californium-252 est un isotope radioactif émetteur de neutrons. Le Laboratoire national d'Oak Ridge irradie d'abord des cibles de curium dans le réacteur isotopique à haut flux, puis transfère les cibles irradiées dans les cellules chaudes blindées du Centre de développement du génie radiochimique, où le californium est séparé et purifié par plusieurs étapes chimiques. Le laboratoire organise actuellement un lot de production de californium-252 tous les deux ans.

Le procédé traditionnel utilise l'acide bis(2-éthylhexyl)phosphorique pour extraire les actinides trivalents et les lanthanides. Avant l'extraction, il est nécessaire de réduire considérablement l'acidité de la solution de dissolution de la cible, et ce seul ajustement de l'acidité prend environ une semaine. Le nouveau procédé utilise des molécules d'extraction neutres, capables de capturer directement les éléments associés dans les solutions à forte acidité, éliminant ainsi cette étape de traitement.

Lors du test à pleine échelle, un seul cycle d'extraction a éliminé environ 95 % des composants associés tels que l'américium, le curium et le cérium de la solution contenant du californium-252, avec une efficacité de séparation comparable à celle du procédé d'origine. La réduction des cycles de traitement a également diminué le temps d'occupation des cellules chaudes blindées, coûteuses, libérant ainsi de l'espace pour accroître l'efficacité de traitement des lots de production ultérieurs.

Ce procédé est validé depuis 2015. Les chercheurs ont d'abord mené des expériences en boîte à gants avec de petites quantités de déchets de production, puis ont ajusté la concentration du ligand en utilisant des solutions réelles de dissolution de cibles lors des lots de production de 2017 et 2019. En 2023, l'échelle des tests a été étendue à 6 % du lot en cours ; l'essai à pleine échelle de 2025 a achevé la transition de la méthode de laboratoire à la validation du processus de production.

Le Laboratoire national d'Oak Ridge maintient toujours un cycle de production de californium-252 tous les deux ans. Les dispositions d'augmentation de la production comprennent principalement l'augmentation des cycles d'irradiation des cibles de curium dans le réacteur isotopique à haut flux et l'amélioration de l'efficacité du traitement radiochimique en aval. Une fois le nouveau procédé davantage optimisé, il sera utilisé pour le lot de production 2027. Le californium-252 peut être utilisé pour le démarrage des réacteurs nucléaires, les tests de nouveaux combustibles, la diagraphie des puits de pétrole, l'analyse du charbon, l'étalonnage des instruments et les systèmes de sécurité portuaire.