レーザーと放射性物質に関する研究は、下記解説にあるように2つの方向があります。
https://www.polytechnique-insights.com/en/columns/science/cleaning-up-nuclear-waste-with-super-powered-lasers/
一つは、加速器(蓄積リング)のGeVエネルギーの電子に強いパルスレーザーを当ててガンマ線を発生させ、重い原子核にあてて中性子をはじき出す核反応を起こして原子核変換を狙うものです。これは昔からの夢である錬金術と言えるでしょう。エネルギーが潤沢に使えるようになった暁には半減期が長い原子炉廃棄物などの処理や医療用の放射性同位元素の製造に使えると思われます。原子炉廃棄物処理としては宇宙、例えばラグランジュ点に貯蔵するのとどっちがいいでしょうか。打ち上げで失敗するリスクがあるので地上で処理したいならば一つの考え方です。原子核変換の具体的な解析は下記(2011年)に日本のグループから報告されています。
https://arxiv.org/pdf/1102.4451
https://www.technologyreview.com/2011/02/24/196703/how-to-transmute-elements-with-laser-light/
もう一つは、資源がウランやプルトニウムに比べて豊富で長寿命廃棄物が少ない核分裂を起こす232Th(トリウム232)の核反応の制御に使うというものです。トリウム232は半減期が10^104年と長く、放射能は非常に弱いです。ちょっと前までは酸化物の融点が高いことから高温るつぼとして使われたり、β崩壊によるわずかな電子により電子放出が容易になるためタングステンに混ぜて電子線フィラメントに日常的に使われたりしていました(今は規制されていて、古い倉庫から酸化トリウムのるつぼが出てきて大騒ぎになったりします)。この長い半減期は原子核が安定であることの裏返しで、核分裂が起こりにくいことを意味します。トリウムの核分裂には外部中性子源が必要なので設計がややこしくなるようです。解決のため強いレーザーによる原子核反応や加速器を利用しようという提案があります。トリウムを産出するインドで試験されている溶融塩を使う方法が2011年ころに報道によく現れましたが、炉心が外部循環することになるので安全性の問題が解決できないと私は思います。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0%E7%87%83%E6%96%99%E3%82%B5%E3%82%A4%E3%82%AF%E3%83%AB
いずれにしても、光と物質の非線形な相互作用を使うので、パルスを短くして光電場の尖頭値を上げることが重要です。10^-18秒台(その1000倍未満)のアト秒レーザーが実現されているので、原子核変換は技術的には可能になりつつあります。
英語は https://www.technologyreview.com/2011/02/24/196703/how-to-transmute-elements-with-laser-light/
“The most common medical radioisotope is technetium-99 which is used in some 30 million procedures per year.”
some = 約
”Indeed, when the Chalk River nuclear reactor in Ontario, Canada, shut down for emergency repairs in 2009, it turned out to be producing a large fraction of the world’s technetium-99 supply. The result was a global shortage that lasted for months. Clearly new suppliers are needed.”
a global shortage 世界的な不足
“The idea is to stimulate nuclear reactions using powerful laser beams. At a specific frequency, these beams cause a nucleus to resonate violently, triggering the nuclear reaction and effectively shaking it apart. And since almost all the photons trigger a reaction, this process can be close to 100 per cent efficient.”
shaking it apart 揺すぶってばらばらにする
“This has big advantages over the current techniques. First, it is possible to tune the frequency of the light so that it triggers specific reactions, allowing physicists to choose exactly what they want to make. Second, the resulting samples are relatively pure. ”
tune 調節してあわせる
trigger 引き起こす
”There are a couple of caveats, of course: making the right kind of laser light is tricky. It can only be done by bouncing photons off a high energy beam of electrons circulating in a particle accelerator. And the required intensity of such an electron beam would only be possible with an expensive, bespoke, yet-to-be-built facility.”
caveats 「キャ」ヴィアット 警告、注意、但し書き、差し止め請求
bespoke ビス「ポ」ーク 注文仕立ての、オーダーメードの
yet-to-be-built facility まだ建設されていない施設