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科学/同位素研发与生产2024年国会预算依据
同位素研发和生产概述DOE同位素计划（DOE IP）的任务是：在美国短暂供应或无法提供的产品和/或分发稳定的同位素和放射性异位素，包括相关的同位素服务； 维持制造同位素所需的关键国家基础设施和核心能力的任务准备，并确保国家在国家危机期间应对供应链缺口的准备； 进行研发以开发变革性的同位素生产，分离和丰富技术，以使联邦，学术和工业创新，研究和新兴技术能够； 培养具有独特和世界领先的核心能力的多样化和包容的家庭劳动力； 减轻美国对同位素供应的依赖，并促进国内供应链为美国的经济弹性链。DOE IP可为国家提供高优先放射性和稳定的同位素，因为该国没有任何国内实体能够满足市场需求。该程序通常是这些稀有同位素的唯一或少数全球生产商之一。但是，美国仍然高度依赖来自敏感国家的同位素供应链。同位素是高优先事项，可以使国家对国家具有战略重要性，并且在医学诊断和治疗，发现科学，国家安全，高级制造，半导体制造，太空探索，通信，生物学，量子信息科学，清洁能源和其他领域至关重要。DOE IP是SC中唯一的DOE“任务基本功能”，并在国家紧急情况下继续操作，以减轻同位素供应链的干扰。DOE IP与行业紧密合作，以确保为商业稳定和增长提供所需的同位素，并促进对国内私营部门的同位素生产商业化。doe ip介入在19日期大流行期间和俄罗斯入侵乌克兰，以减轻对联邦机构，工业和研究至关重要的供应链中断。DOE IP利用国家实验室和大学的粒子加速器和研究核反应堆来照射目标，然后在放射化学基础设施中处理这些靶标，以提取感兴趣的放射性病。 DOE IP还从传统浪费或库存中提取放射性同位素，以减少废物处置，同时提供有价值的产品。doe ip管理着国家的同位素库存，例如氦3（HE-3），这对于低温，量子信息科学（QIS），融合能源和国家安全至关重要；俄罗斯是HE-3的另一个主要生产商。DOE IP负责由曼哈顿项目的一部分开发的碳纤维（电磁离子分离）创建的所有稳定同位素的国家存储库。浮雕在1998年停止了运营，使美国没有广泛的同位素富集能力。俄罗斯拥有全球最大的同位素富集能力，中国最近开始运营具有重要功能的新设施。美国稳定同位素的库存有限，导致美国依靠外国进行关键的稳定同位素。DOE IP支持创新同位素生产，富集和化学分离的世界领先的研发计划。DOE IP正在开发现代稳定的同位素丰富能力，以重建国内制造能力，补充库存并促进美国的经济韧性，繁荣和竞争力。同位素制造和研发活动为培训和劳动力发展提供了附带福利，并促进了与清洁能源，加速器科学，核工程，核物理，同位素富集和放射化学相关的未来美国专业知识。这些学科是基本的，不仅是同位素的生产和加工，还基于基本和应用核和放射化学科学的许多基本方面。研究和生产活动在人工智能（AI），机器学习（ML），机器人技术和高级制造中开发并采用技术和平台技术。此要求中的资金支持基础设施，员工和设施的任务准备；研究;以及满足美国同位素需求不断增长的新功能。从销售工资中收集的同位素，分销和相关服务的实际生产。同位素出售给商业客户，外国实体的价格为全成本恢复或市场价格（以较高者为准）。与国内研究的同位素定价降低，以促进创新和科学进步。DOE IP资金是通过同位素生产和分销计划循环基金执行的，在该基金中，分配资金和客户收入均已存入和执行以实现计划可行性。
美国稳定的同位素生产和研究中心
当我第一次到达Ornl时，我对实验室的世界一流设施和研究广度着迷。随着时间的流逝，我意识到我只读过的核过程是实验室结构的重要组成部分，我开始遇到撰写了我多年来研究过的期刊文章和书籍的科学家。我只是简单地穿越校园并与世界上最重要的专家会面，而不是试图通过阅读来收集信息。即使是作为后期职业科学家，在ORNL工作的最好部分是，我每天都可以学习一些新颖而有趣的东西。”
动态放射性同位素动力系统（DRP）
使用这两种轴承技术的早期Stirling设计成功地证明了实验室的性能和寿命，并有可能使DRP生成器持续至少17年，这通常是长期过境时间到外行星及其月亮所需的时间。虽然尚未在太空中飞行过Stirl转换器，但Stirling Cryocoolers与类似的支撑技术配对，在许多太空任务（包括16年的Rhessi Solar Flare天文台）上非常成功地使用了。AMSC和SunPower已为NASA Glenn提供了原型转换器，其中一些已完成了超过4,000个小时的操作和测试。单位将进行环境测试，以证明对太空任务期间预期的恶劣条件的鲁棒性。
同位素浓缩
基于激光的选择性多步光电离以及随后收集所需同位素是一种非常有利可图的分离技术，特别是对于医用同位素而言，其典型产品需求量在几毫克到一克的范围内。为了获得高纯度的产品，具有窄线宽（最好是 SLM）的可调激光器必不可少，特别是在同位素系统表现出重叠光谱的情况下。此外，可调 SLM 激光器非常适合用于此类同位素的选择性研究以及选择性光电离方案中涉及的原子能级和跃迁的精确光谱表征。然而，适用于高分辨率光谱的市售 SLM 可调激光器过于昂贵。此外，广泛用于这些应用的传统窄带液体染料激光器受到其波长可调性的限制。对于给定染料，这些染料激光器的调谐范围通常为 25-30nm，因此需要多种染料来覆盖可见光区域的宽光谱范围，这很麻烦且耗时。例如，使用
蒙大拿州先进同位素公司；许可证号 11-35661-01MD
根据 1954 年《原子能法》及其修正案、1974 年《能源重组法》（公法 93-438）和《联邦法规》第 10 篇第 I 章第 30、31、32、33、34、35、36、37、39、40、70 和 71 部分，并依据被许可人此前作出的声明和陈述，特此颁发许可证，授权被许可人接收、获取、拥有和转让下文指定的副产品、源和特殊核材料；将此类材料用于下文指定的用途和地点；将此类材料交付或转让给根据适用部分的规定有权接收此类材料的人员。本许可应被视为包含经修订的 1954 年原子能法第 183 条规定的条件，并受核管理委员会现有或今后有效的所有适用规则、法规和命令以及下述任何条件的约束。
科学/同位素研发与生产 2023 财年国会预算说明
▪ 生产和/或分销美国短缺或无法获得的稳定同位素和放射性同位素，包括相关的同位素服务。 ▪ 保持制造同位素所需的关键国家基础设施和核心竞争力的任务准备就绪，并确保国家做好准备，以应对国家紧急情况下供应链的缺口。 ▪ 开展研发 (R&D) 工作，开发变革性的同位素生产、分离和浓缩技术，以促进联邦、学术和工业创新、研究和新兴技术。培养具有独特和世界领先核心竞争力的多元化和包容性国内劳动力。 ▪ 减轻美国对外国同位素供应的依赖，促进强大的国内供应链，增强美国经济的韧性。
硅纳米线热导率的巨同位素效应
同位素纯化半导体具有更高的热导率（κ），因此散热性能可能比天然的、同位素混合的半导体更好。但对于室温下的 Si 来说，这种好处很低，块状 28 Si 的 κ 仅比块状天然 Si（nat Si）高 ∼ 10 %。我们发现，与这种块体行为形成鲜明对比的是，28 Si（99.92% 富集）纳米线的 κ 比具有相似直径和表面形貌的天然 Si 纳米线高 150 %。使用第一性原理声子色散模型，这种巨同位素效应归因于天然 Si 纳米线中同位素散射和声子表面散射的相互增强，并通过声子传输到原生非晶态 SiO 2 壳层而相关。该信发现了迄今为止报道的所有材料中室温下κ同位素效应最强的材料，并启发了同位素富集半导体在微电子领域的潜在应用。
用于放射性同位素热电发电机的替代放射性核素的评估
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