天博核废料助航天器探索宇宙更深处—新闻—科学网

英国《天然》消息网于近日的报导中指出，本地时间11月22日至23日于巴黎召开的欧洲空间局（ESA）理事会集会上，ESA赞成资助名为 使用放射性同位素能源的欧洲装备 （ENDURE）的规划。该规划旨于开发由放射性同位素镅-241提供电能的装配，以替换现有的钚-238电池，助力欧盟摸索月球及更遥远之处。

变废为宝

《天然》于报导中指出，欧洲科学家正于开发一种以核废物镅-241为动力的电池，ESA但愿，到本世纪末，这些装配能为航天器长效供电而不依靠太阳能电池板，以助力该机构摸索月球及太阳系的遥远区域。

ESA拟向ENDURE工程提供3000万美元资助。该工程结合卖力人、欧洲空间研究与技能中央的贾森 哈顿暗示： 欧洲空间局将来有多项大志勃勃的太空摸索使命，假如咱们想于摸索中拥有自立权，就需要拥有由本身研发的长效电源。

今朝，对于在没法由太阳能完成的使命，ESA都依靠美国或者俄罗斯互助伙伴研制的钚-238电池为相干使命提供动力。但于已往10年中，钚-238始终求过于供，出产成本昂扬。

持久以�첩来，缺少电源限定了欧洲科学家零丁提出的太空使命的开展。例如，2014年，ESA的 菲莱 彗星着陆器下降在彗星上太阳光照射不到之处，其上的太阳能电池板变患上毫无用场，致使 菲莱 只运转了不到3天就进入深度休眠状况。

撑持这项新规划的ESA征询委员会主席、法国梅东巴黎天文台的天体物理学家阿西娜 库斯坦尼斯说： 多年来，欧洲科学家始终于说，假如你想去很远之处，或者者去暗中严寒之处，没有其他措施。

长处多多

镅是钚衰变孕育发生的副产物，也是核废物中今朝较难处置惩罚的一种身分，此前从未被用作燃料。

ENDURE工程配合卖力人维洛妮克 费莱 卡弗鲁瓦暗示，与钚比拟，镅最年夜的上风是它更自制、更富厚，可以将原本无用的废料从头哄骗。ESA登月使命协调人马库斯 兰格拉夫则指出，镅的半衰期比钚-238长，这象征着它的寿命更长。只管每一克镅含有的能量更少，但因为其更易得到，是以提供划一电力的成本约是使用钚的1/5。

钚-238是于用中子辐照镎靶的历程中打造而成。英国国度核试验室的研究注解，镅可以从平易近用发电厂使用的再加工核燃猜中提掏出来，并制成燃料球，组成电池的焦点。

于接下来的3年里，ENDURE团队将开发可于探月等使命近似前提下举行测试的模子。于与英国国度核试验室的互助中，英国莱斯特年夜学的一个团队开发出了两种装备：一种放射性同位素加热装配，它哄骗镅衰变历程中孕育发生的热量加热仪器；另外一种放射性同位素热电发机电，它哄骗于金属板之间孕育发生温差来发电。

带领上述工程的莱斯特年夜学物理学家及空间动力体系专家理查德 安布罗西说，这两种装配注解，镅于给定输出功率下电池体积更年夜、温度也比钚更低。研究团队但愿将来能解决这两年夜问题。

安布罗西暗示，因为使用放射性质料，电池的保险也至关主要。他们的研究团队规划，接下来偏重保险测试，以便镅装配可以或许得到保险认证。测试将包孕监测部件于高暖和打击下的举动，例如于发射台爆炸时，可以确保放射性质料不会走漏。他说： 咱们必需确保这些装备可以或许于一系列很是极度的环境下保存下来。

助力探月

费莱 卡弗鲁瓦暗示，这些电源体系一旦研制乐成，可以于任何没法使用太阳能的使命中阐扬作用。好比，于月球上连续14个地球日的夜晚开展摸索使命，和运用在木星之外的太阳系探险使命中。

ESA登月使命协调人兰格拉夫暗示，ESA规划起首于其Argonaut月球着陆器上使用镅-241电池，该着陆器规划在2030年月初发射，将于月球外貌开展持久研究。到本世纪40年月，镅-241电池将能为前去天王星以及海王星的使命提供电力。

兰格拉夫说，镅很轻易得到，而出产钚-238则面对不少应战，美国国度航空航天局（NASA）也许也想使用镅-241电池，该机构正于评估为将来使命出产充足放射性同位素热电发机电的威力，用在于月球上成立持久按照地的阿尔忒弥斯规划。

安布罗西指出，颠末十多年研究，镅技能才成长到可用在现实使命的阶段， 对于此，咱们很是高兴 。

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