Platz Kraftstoff: Plutonium-238 erstellt nach 30 Jahren warten

Wissenschaftler haben ein Pulver aus Plutonium-238 produziert, zum ersten Mal seit fast 30 Jahren in den Vereinigten Staaten, ein Meilenstein, dass sie Sätze sagen das Land auf dem Weg in Richtung Antrieb der NASA Weltraum-Exploration und andere Missionen.

Plutonium-238 (Pu-238) ist ein radioaktives Element, und wie es zerfällt, oder bricht in Uran-234, es gibt Wärme. Die Wärme kann dann als Stromquelle verwendet werden; zum Beispiel haben einige 30 Weltraum-Missionen, einschließlich der Voyager-Sonde, die äußeren Planeten des Sonnensystems in den 1970er Jahren erforscht, auf Oxid Form des Isotops Plutonium verlassen. (Ein Isotop ist Atom eines Elements mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen).

Während des Kalten Krieges war die Savannah River-Werk in South Carolina, Pu-238 Pumpen. "Dieser Reaktoren wurden im Jahr 1988 stillgelegt, und den USA hat nicht die Fähigkeit, neues Material seitdem machen", sagte Bob Wham, der das Projekt für die Nuklearsicherheit und Isotop Technology Division an das Department of Energy Oak Ridge National Laboratory (ORNL) führt. [8 seltene Elemente, denen Sie noch nie von gehört]

Nach US-Produktion des Isotops gestoppt versorgt Russland die Pu-238 für Weltraum-Missionen benötigt. Allerdings hat Russland auch gestoppt Herstellung des Materials. Vor zwei Jahren, begann NASA einen neuen Anlauf zu produzieren Plutonium-238, Finanzierung geben etwa $ 15 Millionen pro Jahr, der Damhirschkuh Büro der Kernenergie.

Plutonium-238 ist eine ideale Energiequelle für Weltraummissionen aus mehreren Gründen, einschließlich das Element so genannte Halbwertszeit von etwa 88 Jahren. Halbwertszeit beträgt der Zeitaufwand für die Hälfte der Atome eines Elements zu verfallen. Das bedeutet, dass das Isotop Heizleistung wird nicht auf die Hälfte seit 88 Jahren reduziert werden. Plutonium-239, hat eine Halbwertszeit von 24.110 Jahren, ist das Isotop, die am häufigsten von Uran in Kernreaktoren, gebildet nach der World Nuclear Association.

"Darüber hinaus Es ist bei hohen Temperaturen stabil, kann erhebliche Wärme erzeugen, in kleinen Mengen und relativ niedrigen Niveaus der Strahlung, die leicht abgeschirmt ist, emittiert, so wichtige Instrumente und Geräte sind nicht betroffen", sagte Wham.

In die neue Errungenschaft, Wham und seine Kollegen erstellt 50 Gramm (1,8 Unzen) von Pu-238 – etwa ein Achtel eines Bechers (30 Milliliter) — oder genug, um die Substanz zu charakterisieren, sagte er.

Da die Wissenschaftler vorhandenen Infrastruktur an das Department of Energy verwendet wurden, mussten sie den Plutonium-Herstellung-Prozess anpassen. "Zum Beispiel die aktuellen DOE Betrieb Forschung Reaktoren kleiner als die am Savannah River verwendet sind," sagte Wham. "Daher müssen wir die Technik innerhalb der bestehenden operativen Reaktoren arbeiten zu ändern."

Als nächstes werden die Wissenschaftler die Reinheit der Probe zu testen und arbeiten auf Aufstockung des Herstellungsprozesses.

"Sobald wir automatisieren und scale-up des Prozesses, die Nation eine langfristige Fähigkeit zur Radioisotop Power Systems wie Sie von der NASA für die Deep-Space Exploration zu produzieren haben wird", sagte Wham.

Die nächste Mission der NASA mit einen Plan, um solche Radioisotop macht verwenden den 2020 Mars Rover, für den Start im Juli 2020 eingestellt ist, sagten die Forscher. Der Rover wird entworfen, um suchen Sie nach Anzeichen von Leben auf dem roten Planeten, Stein und Erde Proben für die Prüfung auf der Erde zu sammeln und Technologie für die Erforschung menschlicher zu untersuchen.

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