钚短缺可能会削弱美国宇航局的深空探测


钚-238氧化物小球从其自身的热中发光;放射性同位素用作燃料,为深空航天器提供动力。 美国能源部

A最近的报告美国政府问责办公室(GAO)警告说,美国国家航空航天局未来在深空执行任务的能力可能受到以下因素的阻碍:钚-238(Pu-238)燃料.

Pu-238用于放射性同位素动力系统.也叫"核电池,他说:“这是一个很好的选择。”这些能源在太空船的太阳能电池板不能产生足够的能量时为太空船提供电力,同时测量远离太阳的行星,例如。它们还被用于为NASA等探测器提供动力。好奇号,请自从2012年以来一直在探索火星表面,沙尘暴会干扰太阳能发电。

钚-238以陶瓷形式储存在石墨的保护性圆柱壳内。燃料源为好奇号火星探测器的电力系统提供热量。
美国能源部/爱达荷国家实验室/美国国家航空航天局

但是Pu-238并不是很容易获得的。作为有线报告早在2013年,唯一已知的同位素的自然来源是爆炸的恒星,半衰期不到88岁,任何在宇宙中产生的Pu-238在到达地球之前都会迅速衰变和消失。获得Pu-238的唯一途径是什么?科学家们必须在核反应堆中制造出来。回到20世纪70年代和80年代,没问题,因为国家的核武器计划可以加倍作为空间计划的燃料来源。

但是美国Pu-238的原料于1988年枯竭,当美国能源部萨瓦那河电厂在南卡罗来纳州,由于美苏冷战正在逐渐减少。从那个时间点到90年代初,美国从俄罗斯购买了所需的钚,但是那个国家在2009年停止了销售,可能是因为它自己的股票正在缩水。

2015年,美国政府科学家又开始生产PU-238在橡树岭国家实验室,以及其他设施。但是制造燃料并不容易,根据GAO,代表国会调查问题的机构,到目前为止,他们只能生产出大约3.5盎司(100克)的,而且最早到2023年,年产量不会达到3.3磅(1.5公斤)。同时,根据GAO,美国供应量仅减少到77.2磅(35公斤),这只包括37.5磅(17公斤),符合航天器使用规范。一些航天器动力系统需要与7.5磅(3.4公斤))聚氨酯238,所以不难看出美国宇航局将陷入困境,除非美国能源部找到促进生产的方法。


更多探索