Wir brauchen mehr starke nukleare Triebwerke, um das Weltall zu erforschen. Die Produktion von Plutonium-238 wächst

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Im vergangenen Jahr «Voyager-2» schließlich brach in den interplanetarischen Raum, nachdem mehr als 18 Milliarden Kilometer. Diese epische Mission wurde möglich Dank der Kernenergie, auf die Technologie der Raumschiffe arbeiteten seit Jahrzehnten. Raumfahrzeuge, ähnliche paar «Вояджеров», mit радиоизотопными thermoelektrischen Generatoren (РИТЭГ). Diese Motoren verlassen sich auf die Tatsache, dass die Zerstörung von radioaktiven Stoffen entsteht Wärme. Die Umwandlung der Wärme, produziert durch den Zerfall von Plutonium-238 (P-238), in Elektrizität, die Raumsonde weiterhin noch lange, nachdem die Sonnenstrahlen werden immer blasser Abglanz.

Worauf Fliegen «Вояджеры»

РИТЭГ auch behindern uns. Wenn wir wollen, senden Raumschiffe — oder Menschen — weiter, schneller und öfter, wir können nicht fortfahren, sich auf dieselben Kerntechnik, die seit Jahrzehnten verwendet. Wie wir unsere Reichweite ausdehnen?

Unsere Vorräte an Plutonium-238 nahezu erschöpft. Die ersten seiner Partei wurden in den USA als Nebenprodukt der Erstellung von militärischen Plutonium-239 während des kalten Krieges. Um weiterhin Forschung, NASA viel mehr brauchen.

National Laboratory Oak Ridge übernahm die Aufgabe seiner Produktion im Jahr 2012. Produktion sogar ein paar Gramm war langsam und manueller Prozess. Aber im letzten Monat haben Wissenschaftler aus Oak Ridge erklärt, dass Sie endlich einen Weg, der Automatisierung und Vergrößerung der Produktion нептуниевых und Aluminium-Granulat, die für die Herstellung P-238. Pellets verwandeln sich in ein kostbares P-238 im Laufe der спрессовывания in Aluminium-Hörern, gefolgt von einer Bestrahlung im Reaktor.

Die Herstellung dieser Pellets wurde der problematischste Ort in diesem Prozess, und Ausscheidung von Menschen aus dieser Gleichung erforderte auch viele Experimente. «In vielen kerntechnischen arbeiten müssen «Backen und beobachten», sagt Programm-Manager BOB Wem. «Sie entwerfen, indem Sie Sicherheit viele Faktoren im Design; ziehen; sehen Sie, ob alles wie erwartet». Nach vielen Jahren der Arbeit für die Automatisierung der Messungen und Produktion, alles geklappt.

Jetzt das Labor produziert 50 Gramm P-238 pro Jahr, aber in absehbarer Zeit plant, bis zu 400 Gramm pro Jahr. Nach den Prognosen, die jährliche Ziel der NASA 1,5 Kilogramm zu erreichen innerhalb von zwei Jahren. Je mehr wir P-238, desto mehr Missionen werden wir in der Lage, Sie zu senden in den Weltraum.

Kleine Schritte in den Weltraum

NASA erforscht auch die Schaffung von effektiveren РИТЭГ — erweiterte Mehrzweck-РИТЭГ, oder УМРИТЭГ. Aber um zum Durchbruch zu verhelfen, müssen etwas neues suchen. Schließlich brauchen leistungsfähigere Systeme. Nur nukleare Fusion kann eine solche Kraft in den kurzfristigen Szenarien, sagt David Постон der National Laboratory in Los Alamos.

Посттон — Hauptentwickler des Reaktors für Kilopower, Prototyp-Reaktor Fission, die NASA erfolgreich протестировало im vergangenen Jahr. Er liefern kann lange Mission Energie, vielleicht sogar planetaren Außenposten der Menschen. «Die Art, wie wir all dies in der Realität, vereinfacht alles», sagt Постон. «Wir hatten viele Programme Weltraum-Reaktoren in den letzten 30 Jahren, aber alle sind Sie gescheitert. Haupt Weise, weil die waren zu teuer». Derzeit Leistung Kilopower beträgt 4 Kilowatt, aber die Wissenschaftler hoffen verteilen es bis zu 10 kW.

Riesige Sprünge

Nicht vor so langer Zeit betrachtet wurden und weitere futuristische Ideen, einschließlich der Detonation der Atombomben im hinteren Teil des Raumschiffs in der sogenannten gepulsten den Kern-Motor (offensichtlich hatte er eine Reihe von praktisch Probleme). Aber einige Leute immer noch arbeiten, um das zu realisieren verrückte Ideen.

Eines dieser Teams arbeitet in Princeton Satellite Systems, die sucht erzeugen мегаватты Energie mit Hilfe der Kernfusion. Ja, wir haben Sie von Watt zu киловаттам und мегаваттам. Sie sind wahrscheinlich vertraut mit der Synthese — er kommt in den Himmel jeden Tag, Dank unserer Sonne. Die Synthese erzeugt mehrere Male mehr Energie, als die Teilung, aber es ist schwer zu kontrollieren.

Princeton Satellite Systems entwickelt der Motor im wahrsten Synthese, die verwendet Magnetfelder zur Erzeugung von Strom im Plasma und seine Erwärmung von bis zu 1 Milliarde Grad Celsius. Das Team sagt, dass die Stange, die in der Theorie im Stande sein, eine Maschine mit der Größe Minivan, könnte die Fahrzeit zwischen Solaranlagen um mehr als die Hälfte (Reise zum Pluto vier Jahre in Anspruch nehmen würden, und nicht neun), und noch die Energie geblieben wäre.

«Wenn Sie die Energie zum Zeitpunkt, wenn Sie den Zielort zu erreichen, können Sie verbringen eine Menge wirklich Coole Experimente», sagt der Physiker der Firma Charles Swanson. «Eines der coolsten Dinge, die machte «Cassini», das Radar-Aufnahmen des Satelliten des Saturn Titan. Aber Radar erfordert viel Energie und ist eingeschränkt in den Möglichkeiten. Die Verfügbarkeit мегаваттной Leistung befreit Optionen».

Das Unternehmen hat eine riesige Menge an Geld von der NASA und dem US Department of Energy, so dass jemand glaubt an den Erfolg dieser Veranstaltung. Aber seien wir ehrlich, der Erfolg nicht so bald kommen. Kernfusion liegt in den sehr frühen Stadien der Forschung.

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