Tarvitsemme tehokkaampia ydinvoimaloita tutkimaan tilaa. Plutonium-238-tuotanto kasvaa

Viime vuonna Voyager 2 hajosi lopultatähtien väliseen tilaan, joka kattoi yli 18 miljardia kilometriä. Tämä eeppinen tehtävä saatiin mahdolliseksi ydinenergian avulla, jonka tekniikkaan avaruusalukset toimivat vuosikymmeniä. Voyager-parin kaltaiset avaruusalukset on varustettu radioisotooppisten termoelektristen generaattoreiden (RTG) avulla. Nämä moottorit luottavat siihen, että radioaktiivisten aineiden tuhoutuessa vapautuu lämpöä. Plutonium-238: n (P-238) hajoamisen synnyttämän lämmön muuntaminen sähköksi, avaruusalus jatkaa työskentelyä pitkään sen jälkeen, kun auringon säteet tulevat himmeiksi.

Mitä lentää "Voyagers"

RTG: t myös pitävät meidät takaisin. Jos haluamme lähettää avaruusaluksia - tai ihmisiä - kauempana, nopeammin ja useammin, emme voi enää luottaa samaan ydinteknologiaan, jota olemme käyttäneet vuosikymmeniä. Miten laajennamme ulottuvuuttamme?

Plutonium-238-varauksemme ovat melkein käytetty loppuun. Hänen ensimmäinen eränsä tehtiin USA: ssa sivutuotteena torjumisen plutonium-239: n luomisessa kylmän sodan aikana. Tutkimuksen jatkamiseksi NASA tarvitsee paljon enemmän.

Oak Ridge National Laboratory on ottanut haltuunsasen tuotannon tehtävä vuonna 2012. Jopa muutaman gramman tuottaminen oli hidas ja manuaalinen prosessi. Mutta viime kuussa Oak Ridgen tiedemiehet ilmoittivat, että he olivat lopulta kehittäneet keinon automatisoida ja lisätä P-238: n tuottamiseen tarvittavien neptunium- ja alumiinipellettien tuotantoa. Rakeet muunnetaan arvokkaaksi P-238: ksi puristettaessa alumiiniputkissa, jonka jälkeen säteilytetään reaktorissa.

Näiden pellettien valmistaminen oli ongelmallisinta.tässä prosessissa ja ihmisten poistaminen tästä yhtälöstä vaati myös paljon kokeiluja. "Monissa ydintyöpaikoissa sinun täytyy" paistaa ja katsella ", sanoo ohjelmajohtaja Bob Wam. ”Suunnittelet suunnittelemalla paljon turvallisuustekijöitä; päästä ulos; Katso, toimiiko se odotetulla tavalla. Mittauksen ja tuotannon automatisointiin tehtyjen vuosien jälkeen kaikki toimi.

Nyt laboratorio tuottaa 50 grammaa P-238: tavuosi, mutta aikoo pian mennä jopa 400 grammaan vuodessa. Ennusteiden mukaan NASA: n vuotuinen tavoite 1,5 kiloa saavutetaan kahden vuoden kuluessa. Mitä enemmän meillä on P-238, sitä enemmän lähetyksiä voimme lähettää syvälle avaruudelle.

Pienet askelet avaruuteen

NASA tutkii myös tehokkuuttaRTG: t - Advanced Multi-Purpose RTG: t tai UMRITAGs. Mutta läpimurtoa varten sinun täytyy etsiä jotain uutta. Lopulta tarvitaan tehokkaampia järjestelmiä. Vain ydinfissio voi tarjota tällaista voimaa lyhyen aikavälin skenaariossa, sanoo David Poston Los Alamosin kansallisesta laboratoriosta.

Postton - reaktorin tärkein kehittäjäKilopower, prototyyppinen fissioreaktori, jota NASA testasi onnistuneesti viime vuonna. Hän pystyy tarjoamaan pitkiä tehtäviä energian, ehkä jopa ihmisten planeettojen ulottuvuuksien kanssa. ”Tapa, jolla se toteutettiin, yksinkertaisti kaiken,” sanoo Poston. ”Meillä on ollut useita avaruusreaktoriohjelmia viimeisten 30 vuoden aikana, mutta ne kaikki epäonnistuivat. Useimmiten siksi, että se osoittautui liian kalliiksi. Kilopowerin teho on tällä hetkellä 4 kilowattia, mutta tutkijat toivovat voivansa ylittää sen 10 kW: iin.

Jättiläinen kilpa

Viime aikoina enemmänfuturistiset ajatukset, mukaan lukien atomipommien räjähdys avaruusaluksen takana ns. pulssi-ydinvoimalassa (tietysti hänellä oli useita käytännön ongelmia). Mutta jotkut ihmiset työskentelevät yhä, jotta hullut ajatukset elävät.

Yksi näistä joukkueista toimii PrincetonissaSatelliittijärjestelmät, jotka pyrkivät tuottamaan megawattia energiaa fuusion avulla. Kyllä, menimme watteista kilowatteihin ja megawteihin. Olet luultavasti tuttu synteesiin - se tapahtuu taivaalla joka päivä, auringon ansiosta. Synteesi tuottaa useita kertoja enemmän energiaa kuin jakaminen, mutta sitä on vaikea hallita.

Princetonin satelliittijärjestelmät kehittyvätsuora fuusiomoottori, joka käyttää magneettikenttiä virran tuottamiseksi plasmassa ja lämmittämään sen 1 miljardiin asteeseen. Tiimi sanoo, että teoreettisesti pienoiskokoinen auto voisi tuottaa, voisi leikata aurinkojärjestelmien välistä matka-aikaa yli puolella (matka Plutoon kestää neljä vuotta, ei yhdeksän), ja enemmän energiaa säilyisi.

”Jos sinulla on energiaa sinä aikanaKun saavut määränpäähän, voit tehdä paljon todella hienoja kokeita ”, kertoo fyysikko Charles Swanson. ”Yksi hienoimmista asioista, joita Cassini teki, on Saturn Titanin satelliitin tutkakuvia. Mutta tutka vaatii paljon energiaa ja on rajoitettu ominaisuuksiin. Megawatin teho vapauttaa vaihtoehtoja. "

Yhtiö sai runsaasti varojaNASA ja Yhdysvaltain energiaministeriö, joten joku uskoo tämän tapahtuman onnistumiseen. Mutta olkaamme rehellisiä, menestys ei tule pian. Lämpöydinfuusio on tutkimuksen alussa.

Luuletko, että näemme sen elämässä? Kerro meille keskusteluissamme.