اولین باتری فضایی جهان با سوخت هسته‌ای در راه است

دانشمندان می‌گویند، اولین باتری فضایی جهان موسوم به آمریسیوم-۲۴۱ که برای بیش از ۴۰۰ سال قدرت تولید می‌کند و یک تغییردهنده بزرگ است، به زودی عرضه می‌شود.

کد خبر: ۶۰۳۱۰۵

تاریخ: ۲۰ آذر ۱۴۰۱ - ۱۴:۳۹

به گزارش پایگاه خبری صراط به نقل از ایسنا، اولین باتری فضایی جهان با سوخت هسته‌ای به نام آمریسیوم-۲۴۱ (Americium-۲۴۱) با همکاری آزمایشگاه ملی هسته‌ای بریتانیا (NNL) و آژانس فضایی بریتانیا ساخته می‌شود.

بر اساس بیانیه مطبوعاتی مشترک آزمایشگاه ملی هسته‌ای بریتانیا و آژانس فضایی بریتانیا، این پروژه در یک آزمایشگاه کاملاً جدید در کامبریا با هزینه ۱۹ میلیون پوند (۲۳ میلیون دلار) و مجهز به ماشین آلات و فناوری‌های پیشرفته انجام می‌شود.

پروفسور تیم تینزلی، مدیر NNL می‌گوید: در ۵۰ سال گذشته مأموریت‌های فضایی از پلوتونیوم-۲۳۸ برای جلوگیری از انجماد فضاپیما‌ها استفاده کرده‌اند، اما این ماده فراوانی بسیار محدودی دارد. ما ذخایر قابل توجهی از آمریسیوم-۲۴۱ که یک رادیوایزوتوپ با خواص مشابه پلوتونیوم-۲۳۸، اما با پتانسیل انقلابی برای تحقق جاه طلبی‌های فضایی بریتانیا است را شناسایی کرده‌ایم.

آمریسیوم-۲۴۱ نوعی از ایزوتوپ آمریسیوم است. این ماده، مانند همه ایزوتوپ‌های آمریسیوم با نیمه عمر واپاشی رادیواکتیو ۴۳۲.۲ ساله، رادیواکتیو است.

از این ماده به عنوان ضخامت‌سنج و به عنوان منبع نوترونی برای آزمایش‌های غیر مخرب ماشین آلات و تجهیزات استفاده می‌شود. با این حال، معمولی‌ترین کاربرد آن به عنوان منبع یونیزاسیون در آشکارساز‌های دود است.

واپاشی هسته‌ای یا فروپاشی هسته‌ای به مجموعه فرآیند‌های مختلفی گفته می‌شود که در هسته اتم‌های ناپایدار پرتوزا رخ می‌دهد و پرتو‌هایی تولید می‌کنند که به آن‌ها پرتو‌های رادیواکتیو‌ می‌گویند. در اثر واپاشی هسته‌ای پس از یک زمان تصادفی، هسته‌های بزرگ به هسته‌های کوچک‌تر و معمولاً پایدارتر تجزیه می‌شوند و ماده اولیه به تدریج از بین می‌رود. البته جرم مواد جدید تنها به میزان اندکی کمتر از ماده اولیه خواهد بود و انرژی آزاد می‌شود. گاهی این انرژی را می‌توان به صورت نیروی هسته‌ای مهار کرد یا می‌تواند به وسیله آلودگی پرتوزایی در زیست‌بوم رها شود که بسیار مخاطره آمیز خواهد بود. این فرآیند یک پیشامد است، یعنی نمی‌توان زمان دقیق واپاشی یک اتم مشخص را پیش‌بینی کرد، البته نیمه‌عمر آن قابل تعیین است.

تینزلی توضیح داد: ما در این کار، دهه‌ها تجربه در جداسازی و خالص‌سازی مواد هسته‌ای مستعمل را به منظور دستیابی به منافع عمومی بزرگ به کار می‌بندیم و به قلب هدف خود از علم هسته‌ای برای نفع جامعه می‌پردازیم.

چرا این ماده بازی را تغییر می‌دهد؟

تمامی ماموریت‌های آپولو و همه مریخ نورد‌ها دارای یک باتری اتمی بوده‌اند و آژانس‌های فضایی از باتری‌های اتمی به عنوان فناوری‌های حیاتی یاد می‌کنند.

اغلب باتری‌های اتمی توسط پلوتونیوم-۲۳۸ که یک رادیوایزوتوپ قابل تولید تنها در ایالات متحده و روسیه است و منابع آن کمیاب هستند، تامین نیرو می‌شوند و به گفته کارشناسان فضایی نیاز فوری به جایگزینی وجود دارد.

واپاشی یا فروپاشی هسته‌ای در باتری‌های فضایی رادیواکتیو که به سیستم‌های قدرت رادیوایزوتوپی (RPSs) نیز معروف هستند، رخ می‌دهد و تشعشع آزاد می‌شود. به منظور محافظت از فضاپیما‌ها در برابر یخ زدگی، تجهیزات درونی آن‌ها را می‌توان با تبدیل گرما به انرژی یا با استفاده مستقیم از آن تامین کرد.

دانشمندان می‌گویند، این باتری‌های جدید برای چندین دهه بدون نیاز به تعمیر دوام می‌آورند.

این پروژه که از سال ۲۰۰۹ در آزمایشگاه ملی شکافت هسته‌ای بریتانیا در حال انجام است، پژوهشگران را به این کشف اولیه رسانده است که آمریسیوم-۲۴۱، جایگزین مفیدی برای پلوتونیوم-۲۳۸ است، چرا که از سوخت مصرف شده حاصل از رآکتور‌های هسته‌ای به دست می‌آید و بیش از ۴۰۰ سال انرژی تولید می‌کند.

جورج فریمن، وزیر علوم بریتانیا می‌گوید: این قابلیت جدید، نقطه عطف مهمی برای صنعت فضایی است. این پروژه هیجان‌انگیز آزمایشگاه ملی هسته‌ای با بیش از ۱۹ میلیون پوند بودجه دولتی پشتیبانی می‌شود و سوختی هسته‌ای ایجاد می‌کند که ما را در فناوری فضایی جهانی پیشرو می‌کند.

چشم انداز اقتصادی و فناوری

به گفته دولت بریتانیا، این باتری‌های فضایی جدید می‌توانند صنعت فضایی را به حرکت درآورند و همچنین فرصت‌های اقتصادی را در این کشور ایجاد کنند.

وزیر علوم بریتانیا امیدوار است که توانایی ارائه یک منبع منحصربه‌فرد جهانی از آمریسیوم-۲۴۱، سرمایه جذب کند و فرصت‌های رشد را برای انواع صنایع بریتانیا که به دنبال کشف انرژی هسته‌ای هستند، فراهم کند.

این پروژه جدید، یک ایده علمی آزمایش شده را به یک فناوری کاملاً تحقق یافته تبدیل می‌کند، زیرا منبع فراوانی از آمریسیوم-۲۴۱ برای استخراج در بریتانیا و محل تاسیس این آزمایشگاه جدید موجود است.

این باتری‌ها ظرف چهار سال آینده مورد استفاده قرار خواهند گرفت و پیش‌بینی می‌شود برای ماموریت‌های آینده در اعماق فضا و همچنین برای ماموریت "آرگونات" آژانس فضایی اروپا به ماه مورد استفاده قرار گیرد.

دکتر پل بایت، مدیر آژانس فضایی بریتانیا می‌گوید: ما از فناوری و قابلیت‌ها برای حمایت از مأموریت‌های جاه‌طلبانه اکتشاف فضایی و تقویت رشد این بخش در سراسر بریتانیا حمایت می‌کنیم.

وی افزود: این روش ابتکاری برای ایجاد آمریسیوم برای انجام ماموریت‌های فضایی به ما این امکان را می‌دهد که نه تنها اکتشاف ماه و مریخ را برای مدت طولانی‌تری ادامه دهیم، بلکه می‌توانیم بیش از هر زمان دیگری به فضا بپردازیم.