NASA prašymu JAV atnaujina radioaktyvaus plutonio gamybą

NASA radioaktyvaus plutonio izotopą (plutonį-238) zonduose, kuriems nepakanka iš Saulės gaunamos energijos, naudoja nuo praėjusio amžiaus aštunto dešimtmečio.

Atominę energiją naudoja „Voyager“ zondai dvyniai, dabar jau pasiekę patį Saulės sistemos pakraštį, Marse nusileidę „Viking“ zondai, „Galileo“ ir „Cassini“ misijos, stebinčios Jupiterio bei Saturno aplinką. Tikriausiai nenuostabu, kad toks pats energijos šaltinis pasirinktas ir sudėtingiausiam NASA sukurtam Marso tyrimų instrumentui „Curiosity“.

Periodinės cheminių elementų lentelės Hanibalu Lekteriu vadinamas plutonis skilimo metu natūraliai išskiria šilumą, kurią, panaudojus radioizotopinį termoelektrinį generatorių (RTG), galima paversti elektra.

JAV iki praėjusio amžiaus devinto dešimtmečio pabaigos sėkmingai gaminosi sau plutonį Savanos upės reaktoriuose, priklausančiuose Energetikos departamentui. Tačiau šie reaktoriai buvo išjungti dėl saugumo ir ekologinių klausimų. Tuomet amerikiečiai pradėjo pirkti plutonį iš Rusijos, tačiau ir šis šaltinis 2010 metais išseko.

Nuo to laiko NASA, bendradarbiaudama su energetikos departamentu, stengiasi vėl atnaujinti plutonio-238 gamybą. Ir pirmieji rezultatai atrodo perspektyvūs.

NASA planetų mokslo padalinio vadovas Jimas Greenas sakė, kad radioaktyvią žaliavą – neptūnį – inkapsuliavus ir patalpinus į Oukridžo nacionalinės laboratorijos reaktorių ir mėnesį jį švitinus, pavyko gauti plutonio.

„Tai – svarbus žingsnis pirmyn. Tikimės, kad dar šiais metais iš energetikos departamento gausime veiklos planus, kuriuose bus nurodyta, kad per metus bus generuojama apie 1,5 kg plutonio, taigi, pažanga yra gana gera“, – sakė J. Greenas.

NASA džiugina ir tai, kad naujas plutonis, įmaišius jį į seno, dalinai suskilusio plutonio atsargas, gali jas atnaujinti iki panaudojimui tinkamos būsenos.

„Mūsų atsargos gana senos – apie 20 metų senumo. Vieną naujai gauto plutonio dalį sumaišius su dviem dalimis senojo, galima gauti mišinį, kuris iš esmės atgaivina plutonį iki mums pakankamo energijos tankio. Taigi, kiekvienu kilogramu naujo plutonio mes atgaivinsime du kilogramus seno plutonio. Tai – labai svarbi proceso dalis, suteiksianti galimybę panaudoti mūsų turimas atsargas, kurios dabar nepasižymi reikiamu energijos tankiu“, – tikino J. Greenas.

Ateityje tokio energijos šaltinio tikriausiai prireiks jau kuriamai „Curiosity“ zondo pamainai bei jau savo naudingumą įrodžiusiai dangaus krano sistemai.

Jei naujajam marsaeigiui bus pasirinktas toks energijos šaltinis, be abejo, reikės atlikti papildomus ekologinius ir saugumo tyrimus. Galbūt iki marsaeigio kūrimo darbų pabaigos bus išrastas ir lengvesnis, efektyvesnis reaktorius, tačiau inžinieriai net ir tuo atveju gali pasirinkti daug kartų patikrintą atominę energiją.

Patobulintas elektros generatorius, pavadintas Patobulintu Stirlingo radioziotopų generatoriumi (Advanced Stirling Radioisotope Generator, ASRG), turėtų gauti maždaug keturis kartus daugiau elektros energijos iš plutonio-238 nei ankstesni reaktorių modeliai. Tačiau toks efektyvumas šaltame Marse ne visuomet yra pageidaujamas.

„RTG, kurį naudoja „Curiosity“, iššvaisto dalį šilumos, pašildančio marsaeigio viduje esančią elektroniką. Naudojant ASRG neliktų tiek šilumos marsaeigio vidui šildyti, taigi, su efektyvesniu generatoriumi atsiranda ir papildomų problemų", – sakė NASA Marso tyrimų programos vyriausiasis mokslininkas Michaelas Meyeris.