Cosmic paliwa: Pluton-238 jest stosowany w systemach energetycznych

Anonim

Po raz pierwszy od 30 lat, amerykańscy naukowcy wykonane proszek plutonu-238. Według nich, to daje impuls do badań przestrzeni kosmicznej prowadzonych przez amerykańską agencję kosmiczną NASA. Produkt otrzymano w wyniku Neptunium związku z tlenku glinu i kolejnych naciskając wyniki w postaci granulek, które są następnie poddane napromieniowaniu. W wyniku tych wszystkich chemicznych naukowców manipulacji stworzony element zwany neptun-238, który następnie szybko upadł plutonu-238.

Pluton-238 (Pu-238) - to pierwiastek promieniotwórczy do rozpadu uranu-234, który zawsze towarzyszy uwalnianie aktywnego ciepła, które mogą być wykorzystane jako źródło energii. Na przykład, w latach 70-tych ubiegłego wieku, 30 z powodzeniem wprowadzony misje kosmiczne (w tym typ statków „Voyager”), której celem było zbadanie odległych planet poza naszym Układem Słonecznym, stosowany jako paliwo formie utlenionej plutonu izotopu. (Izotopów - atom pierwiastka z różnej liczby neutronów).

Podczas zimnej wojny zakład w Savannah River w USA, w stanie Karolina Południowa zajmuje się produkcją Pu-238. „Reaktory zostały zatrzymane w 1988 roku i od tamtej pory, rząd USA nie udało się wyprodukować odpowiedniego materiału” - mówi w wywiadzie z Bobem UEM - szef działu projektów bezpieczeństwa jądrowego i technologii izotopów w Narodowej Departament Laboratorium Energii USA Oak Ridge (ORNL), Po zatrzymaniu w rosyjskiej produkcji izotopów USA zapewnia niezbędne dla misji kosmicznych plutonu-238, ale wkrótce zawiesił produkcję materiału. Dwa lata później, NASA rozpoczęła finansowanie nowych wysiłków w celu produkcji tego rzadkiego pierwiastka, aw szczególności: rząd USA corocznie przeznaczane na te cele do $ 15 Million Departament Energii Jądrowej amerykańskiego Departamentu Energii.

Pluton-238 - jest idealnym źródłem energii dla misji kosmicznych z kilku powodów, szef wśród nich - tzw półtrwania elementu około 88 lat. Okres półtrwania - czas, w którym połowa atomów pierwiastków rozpada. Oznacza to, że podział na ciepło izotopów kurczyć jedynie dwukrotnie po 88 latach. Według Światowej Nuclear Association, pluton-239 - tego izotopu, którego okres półtrwania wynosi 24 110 lat, to jest najczęściej utworzone z uranu w reaktorach jądrowych.

Co więcej, „to jest stabilny w wysokich temperaturach, może sam generować znaczną temperaturę w małych ilościach i emitują stosunkowo niskie poziomy promieniowania, które jest łatwe, aby chronić siebie, więc nie ma wpływu na krytyczne narzędzi i urządzeń” - mówi UEM.

Jednak to nie jest tylko osiągnięcie, który dokonał UEM i jego współpracowników. Na przykład ostatnio, że są utworzone 50 g (1, 8 uncji) Pu-238, według badacza, która jest wystarczająca do określenia ilości substancji.

Ponieważ naukowcy wykorzystali do produkcji elementów istniejącej infrastruktury Departamentu Energii USA, głównym zadaniem było dostosować swoją produkcję plutonu. „Tak więc, obecne reaktory badawcze operacyjny Doe mniejsze niż te stosowane w Savannah River, więc musieliśmy zmodyfikować technologię produkcji do pracy z istniejących reaktorów operacyjnych” - powiedział UEM.

W niedalekiej przyszłości naukowcy będą testować czystości próbki i będą zaangażowani w rozwój produkcji.

„Jeśli będziemy automatyzować i rozwinąć produkcję, Ameryka będzie przez wiele lat, aby system zasilania działa na radioizotopów że NASA poprzednio używany do głębokiego kosmosu” - powiedział UEM.

Według naukowców, następnym misji NASA, w których planowane wykorzystanie radioizotopów energii zostanie zaplanowane do uruchomienia łazika, który został zaprojektowany, aby szukać śladów życia na Marsie, zbieranie skał i próbek gleby do dalszych testów na Ziemi, a także badania nad technologiami lipiec 2020 do dalszej eksploracji ludzkiej przestrzeni.