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美国宇航局核燃料告急:钚-238库存紧缺

科普小知识2022-10-22 17:31:47
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美国宇航局核燃料告急:钚-238库存紧缺

美国国家航空航天局的大部分深空飞行任务都使用核电池,即放射性同位素热电发电机,这种发电机可以为探测器提供超过10年的充足电力供应。美国宇航局的旅行者号探测器由一个核电池供电,自1977年以来一直与地球保持联系。目前,两个旅行者号位于太阳系的边缘。可以预测,放射性同位素热电发电机是深空探测的基本保证,但美国航天局正面临核电池短缺。如果供应得不到落实,未来几年的深空任务将受到影响。

放射性同位素热电发射器使用钚238作为核燃料,这是制造核武器过程中的副产品。美国宇航局目前有77磅钚238储存,其中约37磅纯度足够满足深空飞行的需要。一旦这些燃料耗尽,深空任务将受到严重影响。钚238主要是在冷战期间生产的。钚238可以在核武器制造过程中获得。然而,在《核不扩散条约》的影响下,核武器的生产显然没有冷战时期那么火爆。

美国宇航局的卡西尼号探测器、好奇号和新视野号都使用放射性同位素热电发电机,这是长距离深空飞行的保证。面对核燃料的短缺,美国宇航局确实开发了另一种可以节省钚238的核能电池。作为回应,美国宇航局发言人德韦恩·布朗说,在新视野号探测器因核电池供应问题而被暂时搁置后的深空任务。目前,剩余的三个核电池中的一个已被确定为2020年火星探测任务提供,另外两个核电池的使用已经变得更加谨慎。

因为核燃料在深空飞行中起着重要的作用,大多数深空飞行任务将选择使用这种形式的能量。当探测器远离太阳时,太阳能电池板提供的能量将会不足,而核电池将成为最理想的选择。未来,美国国家航空航天局还将在地外天体表面启动一些探索项目。例如,木卫二下的无人深海潜水机器人也需要核能。面对少量核燃料,美国国家航空航天局应该如何应对还有待观察。