opći

Trebamo snažnije nuklearne motore za istraživanje prostora. Proizvodnja plutonija-238 raste

Prošle godine, Voyager 2 je konačno probiou međuzvjezdani prostor, pokrivajući više od 18 milijardi kilometara. Ova epska misija bila je moguća zahvaljujući nuklearnoj energiji, na kojoj je tehnologija letjela desetljećima. Svemirski brod sličan paru Voyager opremljen je radioizotopnim termoelektričnim generatorima (RTG). Ti se motori oslanjaju na činjenicu da se toplina oslobađa jer se uništavaju radioaktivne tvari. Pretvarajući toplinu nastalu raspadanjem plutonija-238 (P-238) u električnu energiju, letjelica nastavlja djelovati dugo nakon što sunčeve zrake oslabe.

Što letjeti "Voyagers"

RTG-ovi nas također zadržavaju. Ako želimo slati svemirske brodove - ili ljude - dalje, brže i češće, ne možemo se i dalje oslanjati na istu nuklearnu tehnologiju koja se koristi već desetljećima. Kako proširiti naš doseg?

Naše zalihe plutonija-238 gotovo su iscrpljene. Njegove prve šarže napravljene su u SAD-u kao nusproizvod stvaranja borbenog plutonija-239 tijekom hladnog rata. Da bi nastavila istraživanja, NASA-i treba mnogo više.

Nacionalni laboratorij Oak Ridge je preuzeozadatak proizvodnje u 2012. godini. Izrada čak nekoliko grama bila je spora i ručna obrada. No, prošlog su mjeseca znanstvenici iz Oak Ridgea objavili da su napokon razvili način automatizacije i povećanja proizvodnje neptunija i aluminijskih peleta potrebnih za proizvodnju P-238. Granule se pretvaraju u dragocjeni P-238 u procesu prešanja u aluminijske cijevi s naknadnim zračenjem u reaktoru.

Stvaranje tih kuglica bilo je najproblematičnije mjesto.u ovom procesu, i uklanjanje ljudi iz ove jednadžbe također je zahtijevalo mnogo eksperimentiranja. “U mnogim nuklearnim poslovima morate“ ispeći i gledati ”, kaže voditelj programa Bob Wam. - Dizajniraš tako što ćeš uložiti mnogo sigurnosti u dizajn; izaći; Pogledajte radi li onako kako ste očekivali. " Nakon dugogodišnjeg rada na automatizaciji mjerenja i proizvodnje, sve je uspjelo.

Sada laboratorij proizvodi 50 grama P-238godine, ali uskoro planira ići do 400 grama godišnje. Prema prognozama, godišnji cilj NASA-e od 1,5 kilograma bit će postignut u roku od dvije godine. Što više P-238 imamo, to ćemo više misija moći poslati u duboki svemir.

Mali koraci u svemir

NASA također istražuje stvaranje učinkovitostiRTG - Advanced Multi-Purpose RTG ili UMRITEG. No, da bi napravili proboj, morate tražiti nešto novo. U konačnici će biti potrebni snažniji sustavi. Samo nuklearna fisija može osigurati takvu snagu u kratkoročnom scenariju, kaže David Poston iz Nacionalnog laboratorija u Los Alamosu.

Postton - glavni developer za reaktorKilopower, prototipski fisijski reaktor koji je NASA uspješno testirala prošle godine. On će moći pružiti duge misije energijom, možda čak i planetarnim ispostavama ljudi. "Način na koji smo ga stavili u stvarnost pojednostavio je sve", kaže Poston. „Tijekom proteklih 30 godina imali smo mnogo programa svemirskih reaktora, ali svi su propali. Uglavnom zato što se pokazalo preskupim. Trenutno, snaga Kilopower-a je 4 kilovata, ali znanstvenici se nadaju da će ga overclockati na 10 kW.

Divovske utrke

U novije vrijeme, višefuturističke ideje, uključujući detonaciju atomskih bombi u stražnjem dijelu svemirske letjelice u takozvanom pulsirajućem nuklearnom motoru (očito, imao je niz praktičnih problema). Ali neki ljudi i dalje rade kako bi oživjeli lude ideje.

Jedan od tih timova radi u PrincetonuSatellite Systems, koji nastoji generirati megavate energije koristeći fuziju. Da, prešli smo od vata do kilovata i megavata. Vjerojatno ste upoznati sa sintezom - to se događa na nebu svaki dan, zahvaljujući našem suncu. Sinteza proizvodi nekoliko puta više energije od fisije, ali je teško kontrolirati.

Princeton Satellite Systems se razvijamotor s izravnom fuzijom koji koristi magnetska polja za stvaranje struje u plazmi i zagrijava je do 1 milijarde stupnjeva Celzija. Tim kaže da bi, u teoriji, automobil veličine kombija mogao proizvesti vrijeme koje bi moglo smanjiti vrijeme putovanja između solarnih sustava za više od pola (put do Plutona trajao bi četiri godine, a ne devet), a više bi energije ostalo.

"Ako imate energije kad dođeteKad stignete na svoje odredište, možete napraviti mnogo stvarno cool eksperimenata, ”kaže Charles Swanson, fizičar. - Jedna od najboljih stvari koje je Cassini učinio su radarske slike Saturn Titana. Ali radar zahtijeva mnogo energije i ograničen je u mogućnostima. Prisutnost snage megavata oslobađa opcije.

Tvrtka je dobila ogroman iznos sredstavaNASA i US Department of Energy, tako da netko vjeruje u uspjeh ovog događaja. Ali budimo iskreni, uspjeh neće doći uskoro. Termonuklearna fuzija je u najranijim fazama istraživanja.

Mislite li da ćemo ga vidjeti u životu? Recite nam u našem chatu u Telegramu.