Национальная ядерная лаборатория Великобритании (NNL) и Университет Лестера выработали полезную электроэнергию из химического элемента америция, что было сделано впервые в мире. Сегодня это достижение рассматривается как шаг к потенциальному использованию америция в космических батареях, что будет способствовать продлению работы космических миссий до 400 лет, передает World Nuclear News.
Америций – это химических элемент, которого нет в природе, но который образуется в результате радиоактивного распада плутония – побочного продукта эксплуатации ядерных реакторов. Команда, возглавляемая NNL, извлекла америций из некоторых запасов плутония в Великобритании и использовала тепло, выделяемое из этого высокорадиоактивного материала, для генерации электрического тока, который, в свою очередь, зажег маленькую лампочку – все в пределах специально экранированной зоны в лаборатории NNL в Камбрии, Англия.
Космические батареи являются источниками питания для космических зондов и будут использовать энергию таблеток америция для радиопередатчиков, когда зонды направляются в дальний космос, где другие источники энергии (солнечные панели, например), больше не смогут эффективно работать. Таким образом, такие космические аппараты смогут продолжать отправлять очень важные изображения и данные на Землю в течение многих десятилетий – гораздо дольше, чем это возможно в сегодняшней ситуации.
Техническая программа данного исследования длилась в течение нескольких лет при поддержке Европейского космического агентства (ESA), и благодаря этому NNL тесно сотрудничает с Университетом Лестера. Работа European Thermodynamics Ltd по оказанию помощи в разработке термоэлектрического генераторного блока была важной частью этого сотрудничества, и поддержка со стороны Управления по снятию с эксплуатации ядерной энергетики, которое разрешило использование плутония из запасов Великобритании под их руководством, также было важно.
Ричард Амбрози, профессор космического приборостроения и космических ядерно-энергетических систем в Университете Лестера, сказал: «Чтобы расширить границы освоения космоса, необходимы инновации в производстве электроэнергии, робототехнике, автономных транспортных средствах и передовых приборах. Радиоизотопные источники энергии являются важной технологией для будущих европейских миссий по исследованию космического пространства, поскольку их использование приведет к созданию более способных космических аппаратов и зондов, которые могут получить доступ к отдаленным, холодным, темным и негостеприимным уголкам Вселенной. Это важный шаг в достижении этих целей».
Тим Тинсли, директор по работе с клиентами NNL, сказал: «Видеть, что эта лампочка зажжена, является кульминацией огромного количества специальной технической работы, выполненной специалистами NNL и Leicester, работающими в сотрудничестве с другими организациями, такими как ESA и Космическим агенством Великобритании. Способность Лестерского университета в разработке радиоизотопных энергетических систем была дополнена опытом NNL в области обработки и использования америция на уникальных лабораторных объектах. Приятно осознавать, что америций можно использовать таким образом, перерабатывая радиоактивные отходы».
«получить америций нелегко. Современная технология использует для этого Pu238, который очень сложно и дорого производить»
Так рассказывает Тим Тинсли World Nuclear News.
Представитель NNL Адриан Булл добавил: «Некоторые современные космические зонды используют в работе изотоп плутония – но его дефицит устойчиво растет. Открытый способ использования америция превращает проблему утилизации радиоактивных отходов в решение задач космической отрасли. Наша работа финансируется Европейским космическим агентством, и они заинтересованы в использовании америциевого подхода для будущих европейских космических миссий, в частности на Луну».
Тинсли отметил, что плутоний не перерабатывается. «Мы «очищаем» его от америция, который входит в состав отходов ядерноэнергетической промышленности. При определенном количестве очищений британский плутоний может быть полностью отделен от америция и в дальнейшем хранениться или повторно использоваться в качестве ядерного топлива».
«При извлечении америция из состарившихся запасов плутония мы получаем как отделенный америций, так и более «чистый» плутоний – для возможного повторного использования в топливном цикле. Так что вариант, в принципе, беспроигрышный» – добавил Булл
Кит Стивенсон, руководитель программы ESA, сказал, что «огромная плотность энергии» америция позволяет выполнять целый ряд задач, которые в противном случае были бы невозможны. «Это успешное сотрудничество между ядерным и космическим секторами создало совершенно новые возможности для Европы и открывает двери в будущее амбициозного и захватывающего исследования нашей солнечной системы», – сказал он. Также, NNL выпустила короткое видео о своем достижение.
