英國科學家成功用鋂發電

英國國家核子實驗室(NNL)團隊近日運用鋂-241(Americium-241)產生的熱量產生電流,並點亮了一個小燈泡。儘管這只是個小小的成功,但 NLL 相信如果有助於目前太空發展所面臨的問題,如果順利應用,未來太空探測器可以持續將重要影像和數據發送回地球數10年 遠遠超過其他方式達成的時間。

英國科學家成功用鋂發電

英國科學家成功用鋂發電

以目前來說,無人太空船和探測器使用的核能電池熱源主要來自鈽-238(plutonium-238),但這種元素生產非常困難且昂貴,而鋂則是鈽的一些同位素在放射性衰變下產生,由於一般人難以接觸到這些元素,儘管不能 100% 肯定,但 NNL 確實認為這是鋂的熱量首次用來發電。

這項突破意味著未來在放射性同位素動力系統可能會使用鋂執行任務,在一些有挑戰性的行星表面和進入深空(deep space)時,太陽能電池板等電力來源可能無法起作用,而使用鋂的熱量來驅動太空船及相關系統或許正是解答。

與 NLL 密切合作的萊斯特大學(University of Leicester)太空儀器和太空核動力系統教授 Richard Ambrosi 表示,為了推進太空探索的界限,人們需要在機器人、自駕車、先進儀器和發電等技術創新。“放射性同位素動力源是未來歐洲太空探索任務的一項重要技術,將能協助打造更強大的太空船,並使探測器進入更遙遠、寒冷、黑暗和惡劣的環境。這是實現這些目標的重要一步。”

透過與 European Thermodynamics 公司、核能除役管理委員會(NDA)合作,NLL 團隊得以在監管下使用英國庫存的鈽來產生鋂,並成功運用其點亮燈泡。Tinsley 表示,燈泡能亮起是集結了所有合作機構的技術結晶,“很高興發現鋂能這樣使用,回收某個產業認為是廢料的東西,成為另一個產業的重要資產。”

據瞭解,除了歐洲太空總署(ESA),一些太空機構也已向 NLL 展現對這項技術的興趣,希望系統能準備好替未來10年內即將出現的月球任務提供動力。而 NLL 也對地球應用機會有興趣,這項技術有成為長達 100 年電力來源的潛力,NNL 客戶總監 Tim Tinsley 認為這或許會成為英國寶貴的商業和出口機會。

Tinsley 總監也強調,鋂並不會回收利用,因為鋂本身就是一種廢料,這種做法只是協助“清除”,對庫存老化的鈽來說,含有的鋂可能是重新將之用作新燃料的問題。“在有足夠應用目的下,我們能將鋂從所有英國的鈽中清除,剩下的鈽成為更好的狀態,進一步儲存或當作核燃料再利用。”

ESA 計劃負責人 Keith Stephenson 表示,核子動力無與倫比的能量密度,將能協助實現一系列過去認為不可能的任務。“核能與太空部門間的成功合作賦予歐洲全新的能力,同時也替未來雄心勃勃、鼓舞人心的太陽系探索打開大門。”◆

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