Więcej paliwa atomowego na Ziemi! USA wznawia produkcję plutonu

Wyczerpują się zapasy paliwa do reaktorów zasilających niektóre misje kosmiczne. NASA potrzebuje od półtora do dwóch kilogramów Plutonu-238 (Pu-238)) rocznie, mówił w trakcie poniedziałkowej LPSC w Woodlands w stanie Teksas Jim Bell kierujący jednostką NASA, Planetary Science. Radioaktywny pierwiastek zasila reaktory takich misji jak zbliżające się do pięćdziesiątki Voyagery, sondę Cassini i New Horizons. Reaktor MMRTG poleciał również na księżyc razem z astronautami misji Apollo 14 oraz na Marsa z misją MSL.

Próbka plutonu-238 rozgrzewa się do czerwoności pod wpływem własnego promieniowania

Próbka plutonu-238 rozgrzewa się do czerwoności pod wpływem własnego promieniowania

Pluton to paliwo zasilające MMRTG (Multi Mission Radioisotope Thermoelectric Generator), konkretnie jego izotop Pu-238. Został po raz pierwszy wyprodukowany przez Glena Seaborga w 1940 roku. Powstaje jako produkt bombardowania neutronami izotopu 237 neptunu (Np-237), który swoją drogą jest produktem rozpadu uranu z reaktorów atomowych. Pu-238 wskutek rozpadu jąder produkuje moc około 0,5 W na gram masy (i moc wysokoenergetycznych cząsteczek alfa). Jego czas połowicznego rozpadu wynosi 87,7 lat. Ciepło powstające wskutek rozpadu jąder jest w reaktorze przetwarzane na energię elektryczną.

MMRTG ma jedną poważną wadę – na wypadek niepowodzenia startu całość radioaktywnego materiału przedostaje się do środowiska, grożąc skażeniem i nieobliczalnymi konsekwencjami dla organizmów żywych. Co często wykorzystują eko-aktywiści robiąc czarną reklamę misjom kosmicznym. Jest to jeden z powodów, dla których często zdajemy się na mniej wydajne alternatywy. Prawdą jest, że kilka takich straconych jednostek leży na dnie oceanu i nikomu nie spieszy się ich odzyskać (między innymi MMRTG z misji Apollo 13).

Czy filmowe scenariusze to powód żeby bać się energii atomowej?

Czy filmowe scenariusze to powód żeby bać się energii atomowej?

Juno, który w 2016 roku ma osiągnąć Jowisza nie używa MMRTG. Żeby sonda otrzymywała wystarczający zasób mocy wyposażono ją w ogromne panele słoneczne o wymiarach 2,7 na 8,9 m. Im dalej od Słońca tym większe ogniwa musielibyśmy wykorzystać, co w końcu uniemożliwiłoby eksplorację. Termogeneratory mocy to jedyna technologia jaką dysponujemy zdolna zaopatrzyć w energię misje w odległe zakątki kosmosu.

Problem w tym, że od czasu końca tzw. Zimnej Wojny w 1988 roku produkcja paliwa atomowego została zatrzymana. Izotop 239 (który wytwarza się z Pu-238) można wykorzystać do produkcji broni atomowej, więc na mocy porozumień pokojowych między ZSRR a USA jego produkcję wstrzymano. Od tego czasu amerykańska agencja zdana jest na stale malejące rezerwy. Ile paliwa aktualnie posiada to informacja niejawna. Spekuluje się, że wystarczy go na jedną, góra dwie misje w głąb Układu Słonecznego.

MMRTG dla Curiosity na hali montażowej. źródło: http://www.theatlantic.com/

MMRTG dla Curiosity na hali montażowej. źródło: http://www.theatlantic.com/

Projektując ostatnie misje NASA musiała korzystać z tego co jej zostało lub zdać się na inne źródła. Pluton zasilający łazika MSL został kupiony w Federacji Rosyjskiej. Były to podobno ostatnie zapasy naszych wschodnich sąsiadów. New Horizons, która od 2015 ma badać najodleglejsze zakątki naszego układu zasilana jest zapasowym reaktorem zbudowanym na potrzeby misji Cassini.

Wobec problemu wyczerpujących się zapasów rząd USA podjął w tym tygodniu decyzję o wznowieniu produkcji radioaktywnego pierwiastka na większą skalę. Ruszyły prace laboratoryjne, które wkrótce mają przekształcić się w fabryki paliwa atomowego. W produkcji zostaną wykorzystane stare zapasy paliwa, planuje się także wyprodukowanie nowej, wydajniejszej wersji RTG nazwanej Advanced Stirling Radioisotope Generator.

Energia atomowa to kontrowersyjny temat, który już teraz spowodował kilka nieszczęść. Ale bez niej ambitne projekty takie jak eksploracja oceanu pod powierzchnią Europy czy odległych rubieży Układu Słonecznego nie mają szans. Słynny popularyzator nauki profesor Carl Sagan powiedział kiedyś, że odkrywanie kosmosu to najlepsze zastosowanie energii atomowej i warto mieć to na uwadze zastanawiając się nad sensem stosowania niewystępujących naturalnie pierwiastków promienitowórczych.

na podst. phys.org

Reklamy

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s