24 augustus 2019

Britse wetenschappers genereren elektriciteit van vervalproduct van plutonium

Meer en langere deep space ruimtemissies behoren tot de mogelijkheid door een doorbraak in nucleair onderzoek van Britse experts. Technici van de universiteit van Leicester i.s.m. het Engelse National Nuclear Laboratory, ESA en het UK Space Agency zijn  er in geslaagd een radio-isotoop thermo-elektrische generator, RTG, te fabriceren die werkt op een vervalproduct van plutonium, het gaat om het isotoop americium-241. Daar dit isotoop op aarde ruim voorradig is, is dit gunstig  voor onder meer de ruimtevaart waar RTG’s, specifiek voor lange onderzoeksmissies, veel gebruikt worden. Am-241  ontstaat door het verval van plutonium-241. Plutonium-241 heeft een halfwaardetijd van 14,89 jaar. Americium-241 van 458 jaar. Het zeldzame element americium komt niet voor in de natuur, maar is een bijproduct van het verval van plutonium, dat zelf wordt geproduceerd tijdens de werking van kernreactoren.

Cassini-Huygens sonde bij Saturnus credits; ESA

De eerste stap in de ontwikkeling van de RTG ook wel atoombatterij genoemd, was om americium te winnen uit jarenlang opgeslagen plutonium. Door plutonium op te slaan vindt ingroei van americium plaats. Het plutonium-241 is door neutronenvangst en transmutatie van uranium-238 tijdens zijn verblijf in een kernreactor gevormd en is door het opwerken van uitgeputte splijtstofelementen afgescheiden. Americium is een alfstraler en produceert warmte bij radioactief verval. Thermo-elektrische elementen zetten deze warmte om in een elektrisch vermogen. De officiële benaming van een atoombatterij is dan ook radio isotoop thermo-elektrische generator, ofwel RTG. RTG’s werden en worden veel gebruikt in ruimtesondes, een voorbeeld is de Cassini-Huygens, die de planeet Saturnus en zijn maan Titan heeft bestudeerd in de periode tussen oktober 1997 en september 2017. Deze sonde had een RTG die plutonium-238 gebruikte.  Pu-238 heeft een halfwaardetijd van 87,7 jaar en is eveneens een alfstraler. Echter Plutonium-238 is zelfs in kleine hoeveelheden moeilijk te maken, terwijl Am-241 ruim voorradig is. Bronnen; Kernvisie / NNL

Extractie vond plaats uit de UK’s plutonium opslag en gebruikte de gegenereerde hitte van dit hoog radioactieve materiaal voor de opwekking van net genoeg elektrische stroom om een kleine gloeilamp te doen branden in het NNL lab in Cumbria. Het reeds jaren lang lopende programma wordt ondersteund door het Handels en Energie departement van de Britse regering, het UK Space Agency en ESA.

Professor Richard Ambrosi, project leider van de Universiteit van Leicester;

“In order to push forward the boundaries of space exploration, innovations in power generation, robotics, autonomous vehicles and advanced instrumentation are needed. Radioisotope power sources are an important technology for future European space exploration missions as their use would result in more capable spacecraft, and probes that can access distant, cold, dark and inhospitable environments. This is an important step in achieving these goals.”

Keith Stephenson, ESA:

“The unrivalled energy density of nuclear power sources enables a whole range of missions that would be otherwise impossible. This successful collaboration between the nuclear and space sectors has created a brand-new capability for Europe, and opens the door to a future of ambitious and exciting exploration of our solar system.”

Reacties

  1. Het Mooie hier ook van is dat ze dus ook een vorm van schonen van plutonium, met het verwijderen van het Americum, hebben ontwikkeld.

    Zodat het plutonium nu schoner en beter verwerkt kan worden, zoals weer gebruiken in een reactor om energie op te wekken.

    Dit zelfde americum heeft ook als voordeel dat men 400 jaar lang hetzelfde vermogen kan onwikkelen.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: