L’installation ORNL pour répondre à la demande croissante des États-Unis en radio-isotopes médicaux

Certaines personnes plaisantent en disant qu’on ne peut pas faire confiance aux atomes « parce qu’ils composent tout ». La vérité est que de nombreux médecins et patients atteints de cancer ont appris à faire confiance à certains atomes radioactifs, car ils traitent efficacement une maladie potentiellement mortelle, souvent en tuant les cellules tumorales cancéreuses.

On les appelle des radio-isotopes. Un radio-isotope est une forme instable d'un élément chimique qui libère un rayonnement à mesure qu'il se décompose et devient plus stable. Certains radio-isotopes sont utilisés pour alimenter les vaisseaux spatiaux de la NASA. D'autres sont employés pour détecter de manière non destructive les défauts précoces qui doivent être réparés pour garantir le fonctionnement sûr des avions, des ponts et des barrages, par exemple.

Malheureusement pour les États-Unis, une centaine de radio-isotopes utiles ne sont pas fabriqués en Amérique. La plupart viennent de Russie et d’autres sont expédiés d’Australie, d’Europe et d’Afrique du Sud.

L'objectif du ministère américain de l'Énergie est de réduire la dépendance du pays à l'égard des fournisseurs étrangers d'isotopes, a déclaré Robert F. "Rob" Peacher, expert en opérations nucléaires chez Strata-G LLC et consultant à temps partiel auprès de la direction du laboratoire national d'Oak Ridge : dans sa récente conférence aux Amis de l'ORNL.

La bonne nouvelle, a-t-il ajouté, est que le Bureau scientifique du DOE finance la conception et la construction future d'une installation de traitement des radio-isotopes à l'ORNL. Le RPF est conçu pour répondre à la demande croissante des États-Unis en radio-isotopes hautement prioritaires. Le RPF devrait être ouvert d'ici 2032. Il s'agira de la première nouvelle installation nucléaire sans réacteur à être construite à l'ORNL depuis les années 1960 par l'Office of Science du DOE et son prédécesseur, la Commission de l'énergie atomique.

Mike Farrar de l'ORNL est le directeur de projet du RPF. Le traitement des radio-isotopes consiste en des actions chimiques, thermiques ou physiques entreprises pour séparer, isoler ou raffiner des isotopes radioactifs ou pour enrichir un élément en un radio-isotope spécifique.

Les installations nucléaires hors réacteur de l'ORNL abritent la manipulation à distance de matières nucléaires telles que des radio-isotopes et des combustibles nucléaires, a déclaré Peacher, qui a conçu et développé la conception du RPF hautement flexible. Il a ajouté qu'une évaluation environnementale sera présentée au public plus tard cet été et que l'année prochaine, des cellules chaudes modulaires seront achetées et que la préparation du site pour l'installation commencera probablement.

Le réacteur isotopique à haut flux, le seul réacteur en activité à l'ORNL, est le seul fournisseur du monde occidental de californium-252, un isotope utilisé pour la diagraphie des puits, l'analyse industrielle et le démarrage des réacteurs nucléaires. Le Cf-252 a été utilisé pour traiter le cancer et pour détecter des explosifs, mais a ensuite été remplacé par l'actinium-227 (un traitement efficace contre le cancer de la prostate) et le nickel-63 (détection d'explosifs), tous deux actuellement fabriqués au HFIR.

En irradiant de l'oxyde de neptunium avec des neutrons, le HFIR ajoute depuis 2015 aux réserves américaines de plutonium 238 nécessaires pour alimenter les futures missions spatiales profondes de la NASA. Le Pu-238 du HFIR propulse le rover Perseverance qui explore actuellement Mars.

Pour répondre aux demandes croissantes des institutions de recherche et des agences gouvernementales américaines en radio-isotopes fabriqués aux États-Unis afin de répondre aux besoins médicaux, industriels, de recherche et de sécurité nationale, a déclaré Peacher, l'ORNL s'est vu confier un rôle de premier plan.

La stratégie, a-t-il déclaré, consistera à renforcer la capacité de traitement actuelle afin d'utiliser pleinement la capacité du HFIR à irradier du matériel cible supplémentaire et d'utiliser l'expertise et les processus disponibles de l'ORNL une fois que le RPF sera opérationnel. Le laboratoire possède une expertise et des processus en matière de radio-isotopes, de radiochimie, d’exploitation d’installations nucléaires, de transport et de déchets radioactifs.

"ORNL a coché toutes les cases", a déclaré Peacher, ajoutant que le RPF fournira des capacités de traitement qui font actuellement défaut pour les cibles irradiées au HFIR. Il a noté que les projets de remplacement de la cuve sous pression et du réflecteur de neutrons en béryllium dans le réacteur de l'ORNL, vieux de 58 ans, « devraient prolonger considérablement la durée de vie du HFIR ».

Peacher a mentionné que la première expédition de radio-isotopes de carbone 14 produite à l'ORNL à des fins médicales avait été remise en 1946 au réacteur graphite par le directeur de recherche et futur prix Nobel Eugene Wigner au directeur de l'hôpital de cancérologie de Saint-Louis. Au cours des cinq années suivantes, le laboratoire a effectué plus de 20 000 expéditions de radio-isotopes vers des installations médicales et de recherche, selon le site Internet de l'ORNL. Plus tard, le gouvernement a confié la production de radio-isotopes au secteur commercial. Sa production de radio-isotopes a diminué avec la fermeture de ses réacteurs.