Indulhat a plutóniumgyártás Amerikában
(Rovat: Távoli világok kutatói, Űrszondák a Marsnál - 2013.04.01 08:15.)

A távolba szánt űrszondák elektromos energiatermelését szolgáló radioaktív termoelektromos generátorokba való plutónium-238-at ismét elkezdhetik előállítani az Egyesült Államokban. A technika készen áll, pénz még kell.

A külső Naprendszer jövőbeli kutatása számára kicsit fényesebbnek tűnik a jövő, miután 25 év után először ismét gyártottak egy kis mennyiséget a plutónium 238-as tömegszámú radioaktív izotópjából Amerikában. Igaz, hogy egyelőre csak néhány grammnyiról van szó, de a termelést 2017-re felfuttathatják. A radioaktív termoelektromos generátorokban (RTG) a 87,7 éves felezési idejű Pu-238 atommagok természetes bomlása szolgáltatja azt a hőt, amiből elektromos energiát állítanak elő. Erre a fedélzeti műszerek és a rádióadók üzemeltetése, esetleg a megfelelő üzemi hőmérséklet fenntartása miatt van szükég ott is, ahol a Naptól való távolság miatt a napelemek már nem alkalmazhatók hatékonyan. Ilyen megoldást használtak például a Voyager, a Viking, a Galileo, a Cassini, az Ulysses, a New Horizons űrszondák fedélzetén, és radioaktív termoelektromos generátorokkal oldják meg a Marson jelenleg dolgozó Curiosity rover biztonságos energia-ellátását is. Az elmúlt fél évszázadban eddig összesen 27 amerikai űreszközön használtak RTG-t.

Az USA plutóniumkészlete ugyanakkor kifogyóban van. Már 1988-ban felhagytak az előállításával, mint a hidegháborús atomfegyverkezési program melléktermékéével. Utána, 1992 és 2000 között Oroszország készleteiből vásároltak, de ez a forrás is elapadt. A maradék plutónium pontos mennyisége nem publikus, de szakértők alig 17 kg-ra becsülik. Ráadásul ahogy az idő telik, úgy bomlik el egyre több az izotópból.

A mostani sikeres kísérleteket az Energiaügyi Minisztérium felügyelete alá tartozó Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban végezték, Tennessee államban. Neptúnium-237-es izotópokat sugároztak be neutronokkal, majd a keletkező plutónium-238-at kémiai módszerrel szeparálták, a maradék neptúniumot pedig újra fel tudták használni. A teszteket folytatják, a leghatékonyabb eljárást keresve. Úgy tűnik, 2017-től évente akár 1,5 kg Pu-238 is előállítható lesz, biztosítva ezzel a NASA részéről várhatóan felmerülő igényeket. Egy következő lehetséges felhasználó a Curiosity rover mintájára készülő, 2020-ra tervezett új amerikai marsjáró lenne.

A plutóniumgyártás felfuttatásához szükséges fejlesztések 100 millió dolláros nagyságrendű összeget emésztenének fel, ami jelenleg még nem áll rendelkezésre az Energiaügyi Minisztérium költségvetésében. Ha sikerülne új plutóniumot előállítani, azt 1:2 arányban keverni tudnák a régi készletből megmaradt, már részben lebomlott anyaggal. Így az űreszközökben megfelelő hatékonyságú energiatermelésre alkalmassá válna a keverék.