Britská vesmírná agentura a Národní jaderná laboratoř budou spolupracovat na první vesmírné baterii na světě poháněné americiem-241. Izotop bude získáván z použitého jaderného paliva uloženého v areálu Sellafield v Cumbrii.
Radioizotopové energetické systémy – někdy označované jako jaderné baterie – poháněné plutoniem-238 se ve vesmírných misích obecně používají od počátku 60. let 20. století.
Radioizotopové termoelektrické generátory a radioizotopové ohřívací jednotky mohou nepřetržitě dodávat energii a teplo během dlouhých misí v hlubokém vesmíru.
Plutonium-238 se vyrábí ozařováním neptunia-237, získaného z paliva výzkumných reaktorů nebo speciálních terčů, ve výzkumných reaktorech. Plutonium-238 se vyrábí pouze v USA – kde jsou dodávky omezené – a v Rusku, která válčí na Ukrajině, takže je naléhavě zapotřebí jiná alternativa.
Tato práce Národní jaderné laboratoře (NNL) – zadaná a financovaná Britskou vesmírnou agenturou – bude realizována v nové laboratoři za 19 milionů liber (23 milionů USD) ve vlajkové centrální laboratoři NNL v areálu Sellafield v Cumbrii, která bude vybavena zařízením a technologiemi nové generace.
Tato laboratoř zajistí dodávky paliva pro vesmírné baterie v souvislosti s jeho celosvětovým nedostatkem, což Spojenému království a jeho partnerům umožní realizovat nové vesmírné vědecké a průzkumné mise.
Podpora ze strany britské vesmírné agentury navazuje na rekordní investice Spojeného království do Evropské vesmírné agentury na řadu nových programů, včetně 22 milionů liber pro program ENDURE (European Devices Using Radioisotope Energy), který bude využívat radioizotopy k vývoji systémů pro ohřev a napájení kosmických lodí.
Společnost NNL uvedla, že na tomto úsilí pracuje od roku 2009, kdy její výzkumníci poprvé zjistili, že americium-241, alternativa k plutoniu-238, vzniká při radioaktivním rozpadu použitého paliva z jaderných reaktorů a že vyzařuje energii po dobu více než 400 let.
V roce 2019 NNL a univerzita v Leicesteru oznámily, že se jim podařilo z americia vyrobit použitelnou elektřinu. Tento úspěch byl považován za krok k možnému využití americia ve vesmírných bateriích.
Díky bohatým zásobám Am-241 v Sellafieldu nová spolupráce „promění osvědčený vědecký koncept v plně realizovanou technologii“, uvedli partneři.
Očekává se, že vesmírná baterie poháněná am-241 bude uvedena do provozu během příštích čtyř let a bude pravděpodobně poprvé použita při misi Evropské vesmírné agentury Argonaut na Měsíc a při budoucích misích do hlubokého vesmíru.
„Schopnost nabídnout celosvětově jedinečné dodávky americia-241 podpoří investice a uvolní příležitosti k růstu pro nejrůznější odvětví Spojeného království, která chtějí zkoumat jadernou energii,“ uvedl britský ministr pro vědu George Freeman.
„V uplynulých padesáti letech se při vesmírných misích používalo plutonium-238, aby se zabránilo zamrznutí kosmických lodí, ale jeho zásoby jsou velmi omezené,“ poznamenal Tim Tinsley, ředitel pro tuto práci v NNL.
„V NNL jsme identifikovali významné zásoby americia-241, radioizotopu s podobnými vlastnostmi jako plutonium-238, který má však pro britské vesmírné ambice převratný potenciál. Tato práce, která je umožněna díky podpoře britské vesmírné agentury, nám umožní uplatnit desítky let zkušeností s oddělováním a čištěním použitého jaderného materiálu s cílem uvolnit velký veřejný přínos a jde k jádru našeho záměru jaderné vědy ve prospěch společnosti,“ podotkl Freeman.
„Tato inovativní metoda výroby americia pro pohon vesmírných misí nám umožní nejen udržet průzkum Měsíce a Marsu po delší dobu, ale také se vydat do vesmíru dále než kdykoli předtím. Díky podpoře rozšíření Národní jaderné laboratoře bude Spojené království jedinou zemí na světě, která je schopna vyrábět tuto životaschopnou alternativu plutonia, což sníží závislost světové vesmírné komunity na omezených zásobách, jejichž získání je stále obtížnější a nákladnější,“ doplnil generální ředitel UK Space Agency Paul Bate.
„Britská vesmírná agentura se zavázala udržet vesmírné aktivity v udržitelném stavu a tato vynalézavá technologie využívá jinak nevyužívané odpadní plutoniové biprodukty, aniž by vytvářela další odpad,“ uzavřel Paul Bate.
(nik)
