SAD nanovo pokrenula proizvodnju Plutonijuma-238

Saturday, May 4th, 2013, Author posted in Astronautika |

Desilo se ono što niko nije mislio da će doživeti – Americi je počelo da ponestaje određenih nuklearnih izotopa. Dabogda ih to držalo što se tiče nuklearnog oružja, ali problem je što je to pretilo kosmičkom razvoju. Pre četiri godine sam napisao iscrpan tekst „Radioizotopi: američki imperativ u borbi za vodeću poziciju u istraživanju svemira“ o problemima sa kojima se Amerika suočila nakon odluke njihovog Ministarstvo za energetiku (DoE) da krajem osamdesetih godina prekine proizvodnju plutonijuma-238 (238Pu). Taj izotop je oduvek služio kao jedino praktično gorivo za ogromnu većinu američkih (i sovjetskih) uređaja koji su na kosmičkim letilicama konvertovali toplotnu u preko potrebnu električnu energiju. Kako sam tada pisao, uspeh istorijskih misija kakve su bile „Vikinzi” i „Voyageri”, a danas „Cassini”, „New Horizons” i „Curiosity“, jasno pokazuju da su radioizotopski energetski sistemi[1] (RPS) – i dovoljne rezerve 238Pu – bile, jesu, i biće od krucijalne važnosti za američku kosmonautiku i njihove buduće istraživačke programe. Ali, pošto više nisu proizvodili sopstveni plutonijum, Amerikanci su bili prinuđeni da ga uvoze iz Rusije. Na njihovu žalost, uskoro su i oni prestali da proizvode ovaj izotop i vrlo brzo se ispostavilo da više niko na svetu ne proizvodi 238Pu (niti ima postrojenja za to). Ono malo što je NASA imala u svojim skladištima već je bilo rezervisamo za misije čiji razvoj je već bio u toku [„Mars Science Laboratory" (MSL), „Discovery №12"[2], „Outer Planets Flagship 1″[3] (OPF-1)]. Na osnovu pisma tadašnjeg direktora Nase, Michaela D. Griffina, poslatom 2008. Državnom sekretaru za energetiku S.D. Bodmanu, videlo se da će potrebe agencije za 238Pu biti neprestana pojava. Prema tadašnjoj proceni Griffina, NASA je do 2028. trebala da lansira 12 misija koje će imati potrebe za nuklearnim izvorom energije. Njima bi trebalo ukupno od 105 do 110 kg plutonijuma, što čak i da Amerika ponovo pokrene proces proizvodnje ne bi mogla da proizvede u sledećih 15–20 godina. U zaključku mog prvog teksta napisao sam da Amerikanci ubrzano rade na naprednijem i efikasnijem radioizotopskom termoelektričnom generatoru, nazvanom Stirlingov napredni radioizotopski generator (Advanced Stirling Radioisotope Generator, ASRG). On će koristiti Stirlingov motor radi pretvaranja termičke u električnu energiju. Konvertori Stirlingovog motora će biti znatno efikasniji od termoelektričnih baterija[4], što znači da će proizvoditi više struje nego njegovi prethodnici, iako će mu za to trebati samo četvrtina količine 238Pu. Pored toga, američko ministarstvo je obećalo da će razmotriti ponovnu proizvodnju ovog, očigledno, strateškog materijala“. Zatrovan domaćim iskustvima, ovu poslednju rečenicu sam samo prepisao, ne dajući joj (pre)veliki značaj. Zato sam se ne malo iznenadio kada sam početkom aprila pročitao izjavu Jima Greena, Nasinog direktora za planetna istraživanja, da je DoE rešilo da posle 25 godina OBNOVI proizvodnju plutonijuma–238, koji će se upotrebiti za nuklearni pogon „budućih Nasinih misija na Mars i objekte spoljnjeg solarnog sistema“. Na to ih je nateralo sve praznije skladište nuklearnog goriva za buduće Stirlingove generatore, koji su načelno projektovani da imaju specifičnu snagu 7 We/kg[5], što je znatno više od samo 2,8 We/kg koliko stvaraju generatori prethodne generacije Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generators (MMRTG), ili 5,1 We/kg koliko su proizvodili još stariji RPS. Kao i RTG, i ASRG konvertuju toplotnu energiju u električnu, ali novi sistem ima pokretne delove. Unutar uređaja, toplota koju stvara nuklearno gorivo pomera magnetni klip brzinom od 100 puta u sekundi kroz okolni kalem stvarajući time električnu struju u žici. Klip se nalazi uokružen helijumom i ne dodiruje unutrašnjost mehanizma, čime je znatno povećana trajnost i fizičke karakteristike. NASA kaže da će Stirlingov sistem, koji zahteva mnogo manje plutonijuma i koji će davadi oko 130 vati struje, biti četiri puta efikasniji od tradicionalnih pretvarača. „Trenutno radimo na proizvodnji dve ASRG jedinice, F–1 i F–2, i nadamo se da ćemo biti gotovi do 2016. godine. Posle toga ići će u magacin ali bez goriva, i sačekaće da im precizno odredimo misiju.“ DoE je tesno sarađivala sa Nasom i ubrzala plan za testiranje postojećih nuklearnih reaktora za proizvodnju plutonijuma, Tehničari iz Nacionalne laboratorije u Oak Ridgeu (Tenesi) dobili su zadatak da neptunijum-237‎, veštački kreiran elemenat koji ne postoji u prirodi, stave u reaktor. Tamo će biti izložem jednomesečnom bombardovanju neutronima, nakon čega bi trebalo da „zarobi“ određeni broj neutrona i pretvoti se u plutonijum–238. Kada šipke u reaktoru budu izvučene, tehničari se nadaju da će pronaći malu količinu neophodnog plutonijuma.

Drago Dragović, preuzeto sa Astronomskog magazina uz dozvolu autora i urednika.