Oak Ridge National Laboratory telah memecahkan masalah utama pengembang perangkat luar angkasa: kekurangan plutonium-238



Pada 2015, sebuah artikel diterbitkan di Habré bahwa sejumlah kecil plutonium-238 yang diproduksi mengancam rencana NASA untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa menggunakan generator termoelektrik. Plutonium-238 (Pu-238) adalah bahan bakar yang hampir ideal untuk satelit, penjelajah, dan pengembara ruang angkasa dari jenis lain yang dibuat oleh tangan manusia. Jadi, hanya empat kilogram bahan bakar sudah cukup untuk menyediakan energi bagi kapal.

Dalam sejarah eksplorasi ruang angkasa, NASA menghabiskan 140 kg plutonium, termasuk eksperimen di bawah program Apollo, misi Galileo, dan lainnya. Tetapi produksi isotop plutonium-238 dihentikan di Amerika Serikat pada tahun 1988. Mereka membeli bahan bakar dari Rusia, tetapi masih kurang. Sekarang masalah defisit tampaknya telah diselesaikan .

Ini dilakukan oleh spesialis dari Laboratorium Nasional Oak Ridge. Minggu ini, dilaporkan bahwa "bottleneck" dari program luar angkasa AS tampaknya telah berkembang.


Untuk memenuhi rencananya, NASA membutuhkan 1,5 kg plutonium per tahun, ini adalah persis kebutuhan yang disuarakan lembaga hingga 2025. Laboratorium Nasional Oak Ridge berhasil membangun produksi, sekarang volumenya telah meningkat dari 50 gram per tahun menjadi 400. Sebelumnya, semua pekerjaan ini dilakukan secara manual, tetapi sekarang pelet dengan bahan bakar terbentuk secara otomatis. Pelet termasuk neptunium oksida dan aluminium. Setelah pelet terbentuk, ia ditempatkan di reaktor, dengan konversi isinya menjadi plutonium-238.

Perlu dicatat bahwa Amerika Serikat tidak akan memiliki masalah dengan plutonium jika pasokan dari Rusia tidak terganggu pada tahun 2009. Masalah muncul karena restrukturisasi industri nuklir Rusia. Akibatnya, pada 2015, cadangan NASA hanya 35 kilogram plutonium.

Pada 2012, NASA berhasil mencapai kesepakatan dengan para pejabat untuk melanjutkan produksi plutonium-238, sehingga masalah defisit secara bertahap diselesaikan. Pada 2013, Laboratorium Nasional Oak Ridge mulai memproduksi plutonium-238, tetapi jumlahnya terlalu sedikit. Pengembangannya kecil karena kekurangan dalam proses teknis, sebagian besar manipulasi harus dilakukan secara manual.

NASA harus menyelesaikan masalahnya sendiri, karena Kongres dan Gedung Putih telah melepaskan semua kewajiban pada subjek ini dan memberikan lembaga tersebut kebebasan penuh dalam masalah ini. Nah, karena organisasi harus membangun jalur produksi untuk plutonium dari awal dan melanjutkan pekerjaan laboratorium terkait, sebagian besar dana lembaga mulai menuju ke tujuan ini. Beberapa program ilmiah dan teknis bahkan harus dihentikan, termasuk pengembangan generator baru yang mengkonsumsi bahan bakar plutonium secara lebih ekonomis.

Sebagai solusi untuk masalah ini, bahkan diusulkan untuk meluncurkan perangkat yang beroperasi secara eksklusif pada energi surya. Dalam beberapa kasus, ini bahkan merupakan pilihan yang lebih baik, karena fotosel berbobot lebih rendah, mereka dapat digunakan dengan menyesuaikan kekuatan pembangkit listrik. Misalnya, untuk meluncurkan misi ke Eropa, panel seluas 50 m 2 akan dibutuhkan. NASA mulai bekerja pada optimalisasi sel surya untuk mendapatkan panel surya yang lebih efisien.

Tapi tetap saja ini hanya solusi parsial untuk masalah ini, karena beberapa misi tidak dapat diselesaikan hanya dengan bantuan energi Matahari. Sejumlah perangkat terlalu jauh dari Matahari, sehingga panel surya tidak dapat memberikan listrik sebanyak yang diperlukan agar perangkat berfungsi. Selain itu, terkadang perangkat hanya disembunyikan dari matahari. Dalam hal peralatan yang mendarat di komet Churyumov-Gerasimenko, elemen pada plutonium akan menjadi pilihan yang lebih disukai, karena dalam hal ini perangkat akan tetap bekerja, mempelajari komet dan sekitarnya.

Dengan demikian, keberhasilan Laboratorium Nasional Oak Ridge akan memungkinkan program luar angkasa AS berkembang lebih aktif daripada sebelumnya. Sekarang semua perangkat yang dikembangkan oleh NASA, untuk operasi yang memerlukan elemen termoelektrik, akan menerimanya tepat waktu dan dalam jumlah yang tepat.

Source: https://habr.com/ru/post/id435684/


All Articles