鉅大LARGE | 點擊量:687次 | 2021年11月01日
美國能源部將為NASA 重啟核電池生產
美國能源部將在2019年生產新的以钚-238為燃料的核電池以供NASA深空探測任務使用,但產量將會增幅緩慢,而且NASA還沒有明確未來小型深空探測項目是否會使用到钚-238。
八月二十五日美國能源部的官員向NASA外行星評估小組OPAG透露:2016年年初,位于田納西州的能源部橡樹嶺國家實驗室將重啟停產27年的同位素生產,為未來宇航局的深空探測計劃供應核電池,其中明年初生產的第一批同位素將是測試性質的樣品。在太陽系木星軌道以遠的地方,探測器因距離太陽遙遠而無法使用太陽能電池板,只有依靠核電池RTG。NASA使用太陽能電池板的朱諾號將在2016年八月進入環(huán)木星軌道,這已是深空探測器使用太陽能作為能源的最遠軌道。
假如樣品測試合格,橡樹嶺國家實驗室將在2019年啟動更大批次約400克同位素的生產。這一產量還不到2012年國會批準能源部供應給宇航局全年產量的三分之一,但能源部官員介紹說他們會在資金到位后加速到每年生產1.5千克,按照目前的預算測算,美國能源部將在2020年代中期達到這一年產量。從2012年到2015年,美國宇航局在能源部的钚處理基礎設施上花費了1.65億美元,生產設備與人員開支上則花費了5150萬美元。
美國能源部橡樹嶺國家實驗室,正戴著手套處理核材料的工作人員
钚-238核電池也被稱為放射性同位素電源,這種核電池通過熱電偶裝置把放射性同位素钚-238衰變出現(xiàn)的熱能直接轉換為電能來供應給深空探測器的各項儀器設備使用,它已被應用在新視野號,卡西尼號與好奇號火星車上。以好奇號火星車所用的MMRTG為例,它要4.8千克的钚-238來輸出110W功率的電力。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
目前美國為航天任務存有35千克的钚-238原料,但只有17千克符合能源部為深空探測器生產核電池的要求。美國宇航局下一代火星車將在2020年發(fā)射,這輛火星車將使用4千克的钚-238。在那之后,美國能源部可能還要再生產三個MMRTG核電池,這可能會使用到一些低于生產要求的钚-238原料,但它只會減少探測器的使用壽命,不會影響完成探測任務。不過到2019年,美國庫存的钚-238原料可能會有所新增。
美國宇航局行星科學部主任吉姆·格林透露了一些可能在2020年后會使用到核電池的深空探測計劃:在NASA中等規(guī)模的太陽系探測“新疆界計劃”里,第四個執(zhí)行的項目將在2016年展開角逐,最后獲勝的項目可能會使用到這批核電池;此外,美國宇航局還希望能夠為2020年代末至2030年代初執(zhí)行的天王星與海王星的探測計劃預留核電池。而NASA小型規(guī)模的太陽系探測“發(fā)現(xiàn)計劃”明年將進行第13個執(zhí)行項目的抉擇,預計2021年發(fā)射,不會使用核電池;之后的第14個項目是否會使用核電池,格林僅表示宇航局會考慮。
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