アメリカは、海外の供給業者への依存から30年を経て、国内の安定同位体濃縮能力を初めて回復しました。これは、同位体インフラの現代化改造によるものです。この取り組みは、テネシー州オークリッジ国立研究所（ORNL）の先駆的な開発に基づき、アメリカエネルギー省（DOE）科学局の同位体研究および生産（IRP）プログラムによって主導されています。このイニシアチブは、1996年に国家第二次世界大戦時のカリュート濃縮器が退役した後に失われた能力を回復し、旧システムを超えるいくつかの新しい濃縮技術を導入しました。
ORNLによると、この拡張はより弾力的な国内供給チェーンをサポートしています。強化された供給は、癌治療、医療画像、半導体製造、量子計算に使用される重要な同位体の確保に役立ちます。
アメリカが国内の安定同位体濃縮能力を回復することの重要な意義
新しい同位体技術において、エンジニアたちはORNLが開発した電磁同位体分離（EMIS）およびガス遠心同位体分離（GCIS）技術を最適化しました。ORNLによると、現代のEMIS設備は、一度の生産運転で単一元素の複数の同位体を同時に分離・濃縮することができます。これにより、アメリカはより効率的に、より広範囲な高影響力の安定同位体を生産できるようになります。例えば、単一の濃縮運転で177ルテニウム（Lu-177）の前駆体である176イットリウムを定期的に生産することが可能です。Lu-177は、癌治療のための標的療法に使用されるFDA承認の同位体です。
同じプロセスで、研究者たちは171イットリウムを回収することもでき、この同位体は原子時計や量子計算研究に使用されます。研究所はまた、76ゲルマニウムや28シリコンなど、量子情報科学や先進半導体技術でますます重要視される他の戦略的な同位体の生産も示しました。
さらに、EMISシステムは、空港のセキュリティスキャナーや陽電子放出断層撮影（PET）画像の前駆体として使用される専用のニッケル同位体も生産します。この濃縮プロセスは、ガス遠心同位体分離（GCIS）技術によって補完され、129キセノンという安定同位体を優先的に生産します。これは磁気共鳴画像（MRI）に使用され、肺疾患のより正確な診断を助けます。ORNLによると、これら2つの濃縮プラットフォームは、DOEがより広範な安定同位体の組み合わせを提供できるようにします。さらに、これらの技術はアメリカの外国生産者への長期的な依存を減少させるでしょう。
数十年にわたり、アメリカは主に中国、南アフリカ、カナダ、ベルギー、オランダなどから多くの安定および放射性同位体を輸入してきました。
生産をさらに拡大するために、安定同位体生産と研究センターの建設がオークリッジで進行中です。この施設は2028年に段階的に運用を開始する予定で、全国の同位体生産能力を大幅に向上させることが期待されています。「この大規模な拡張の効率を最大化するために、ORNLは人工知能、機械学習、先進的な自動化技術を濃縮操作と処理化学に統合しています」とDOEの関係者は指摘しています。同位体の製造に加えて、ORNLは国家安定同位体貯蔵庫の管理も担当しており、大学、国立研究所、民間企業と協力して、将来の同位体生産に必要な労働力を育成しています。
「1998年に歴史ある第二次世界大戦のカリュート濃縮器が退役して以来、アメリカは規模化された国内の安定同位体濃縮能力を欠いていました」とDOEはプレスリリースで述べています。「今日、この能力が再びアメリカに戻りました。」