Recykling odpadów atomowych. Dzięki nim dostaniemy się nawet na Neptuna
Magdalena Mateja-Furmanik
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) - europejski odpowiednik NASA - ma nadzieję, że do końca 2030 roku opracujemy technologię, która sprawi, że statki kosmiczne nie będą dłużej zależne od paneli słonecznych. Dzięki temu astronauci będą mogli badać Księżyc i odległe zakątki Układu Słonecznego bez konieczności polegania na sprzęcie od partnerów międzynarodowych takich jak Rosja czy Stany Zjednoczone. Duże nadzieje pokładane są w bateriach zasilanych energią jądrową. Naukowcy chcą upiec dwie pieczenie na jednym ogniu i wykorzystać do ich zasilania odpady z elektrowni atomowych.
Izotop ameryku-241
O Ameryku znacznie rzadziej się słyszy niż go wykorzystuje. Izotop tego pierwiastka jest produktem ubocznym rozpadu plutonu. Używa się go na masową skalę do produkcji czujników dymu i do pomiaru grubości szkła. Teraz ESA chce wykorzystać go również do produkcji baterii w statkach kosmicznych. Do tej pory w przypadku misji, w których energia słoneczna nie byłaby wystarczająca, chociażby ze względu na znaczną odległość od Słońca, ESA polegała na partnerach amerykańskich lub rosyjskich, którzy używali baterii plutonowych. Jednakże izotop plutonu-238 w ostatniej dekadzie był w niedoborze, a do tego jest drogi w produkcji. Ponadto, ESA zerwała więzi z Rosją gdy ta napadła na Ukrainę, co przełożyło się na jeszcze mniejszą dostępność cennego izotopu dla rynku europejskiego.
Ameryk, chociaż nigdy nie był używany jako paliwo, wydaje się rozwiązaniem idealnym. Jest tańszy, jest go więcej i do tego można pozyskiwać go z odpadów z elektrowni jądrowych, które w przeciwnym razie trzeba byłoby po prostu zakopać. Ameryk ma dłuższy okres połowicznego rozpadu niż pluton-238, co oznacza, że działa dłużej, ale ma mniejszą moc na gram. Ponieważ jednak ameryk jest łatwiej dostępny, wyprodukowanie jednego wata mocy kosztuje około jednej piątej tego, co w przypadku plutonu. W przeciągu najbliższych trzech lat możemy spodziewać się pierwszych modeli baterii.
Czy ameryk jest bezpieczny? "Musimy przetestować ekstremalne scenariusze"
Ze względu na to, że ameryk jest pierwiastkiem silnie radioaktywnym, naukowcy szczególny nacisk kładą na bezpieczeństwo. W tym celu jednostki ameryku są zamknięte w kapsułach zawierających stop platyny, które z jednej strony go uszczelniają, a z drugiej pozwalają na ucieczkę ciepła. Kolejna faza programu będzie koncentrować się na testach bezpieczeństwa, tak aby jednostki z amerykiem mogły zostać certyfikowane do wystrzelenia. Testy będą obejmować monitorowanie zachowania komponentów w wysokich temperaturach i pod wpływem uderzenia - na przykład podczas eksplozji na stanowisku startowym - aby zapewnić, że materiał radioaktywny nie wycieknie.
Księżyc to za mało
Uniezależnienie się od słońca pozwoli na badanie znacznie dalszych zakątków Układu Słonecznego. Jeśli projekt się powiedzie, około 2040 roku ESA planuje rozpocząć misje na lodowe giganty - Uran i Neptun.
Źródło: nature.com
