Robot thực hiện quy trình sản xuất Plutonium cho thám hiểm không gian | Xu hướng kỹ thuật số

Khoa Học/Công Nghệ

Plutonium-238 là một thành phần quan trọng trong việc thám hiểm không gian sâu đến bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta. Vấn đề duy nhất? Chúng tôi đã cạn kiệt trong kho dự trữ của chúng tôi. May mắn thay, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge đã tìm ra cách tự động hóa một phần của quy trình sản xuất.

Thám hiểm không gian sâu, trong đó tàu vũ trụ di chuyển đến bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta hoặc xa hơn, đòi hỏi rất nhiều năng lượng. Đối với NASA, một nguồn có giá trị của năng lượng này là một vật liệu phóng xạ có tên là plutonium-238. Cung cấp một nguồn nhiệt không đổi khi phân rã, plutonium-238 (lưu ý: không phải là loại plutoni được sử dụng cho vũ khí hạt nhân) đã được sử dụng như một phần quan trọng của hơn hai chục sứ mệnh không gian của Hoa Kỳ trong 50 năm qua. Chuyển đổi sức nóng của nó thành điện năng đã giúp vận hành các máy tính, dụng cụ khoa học và các loại phần cứng khác trong các nhiệm vụ của NASA, từ tàu thám hiểm Curiosity đáp xuống Sao Hỏa cho đến tàu vũ trụ Pluto của New Horizons.

Thật không may, chúng tôi đã không sản xuất được sản xuất đều đặn plutonium-238 trong nhiều thập kỷ; một cái gì đó đặt ra một vấn đề cho các kế hoạch sứ mệnh không gian sâu tiếp tục phải dựa vào kho dự trữ đang cạn kiệt của Hoa Kỳ. Có lẽ cho đến bây giờ, đó là.

Tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, các nhà khoa học đã phát hiện ra một cách để tự động hóa một phần của quá trình tạo ra đồng vị phóng xạ tạo hạt alpha này. Điều này sẽ giúp thúc đẩy sản xuất vật liệu này hàng năm, góp phần vào mục tiêu của NASA là tạo ra 1,5 kg vật liệu mỗi năm vào năm 2025.

Genevieve Martin và Jenny Woodbery / Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, Bộ năng lượng Hoa Kỳ

Năm ngoái, chúng tôi đã cho NASA thấy rằng chúng tôi có thể tạo ra Pu-238 có độ tinh khiết phù hợp để sử dụng trong các hệ thống năng lượng đồng vị phóng xạ, Bob Bob Wham, người dẫn đầu dự án, nói với Digital Trends. Tuy nhiên, chúng tôi bị giới hạn về số lượng Pu-238 chúng tôi có thể thực hiện trong một năm: Yếu tố hạn chế là có bao nhiêu mục tiêu chúng tôi có thể thực hiện và chiếu xạ trong một năm. Tự động hóa chế tạo mục tiêu của chúng tôi tăng số lượng chúng tôi có thể kiếm được bằng [một] hệ số bốn và đưa chúng tôi vào một chế độ sản xuất tốc độ không đổi.

Các viên nhôm oxit neptunium là khối xây dựng cơ bản tham gia vào quá trình bức xạ dẫn đến plutoni-238. Quá trình trước đây để tạo ra các viên này được thực hiện thông qua việc nhấn thủ công. Điều này bây giờ có thể đạt được bằng cách sử dụng tự động hóa trong một thiết lập phòng thí nghiệm robot. Trong quá trình này, số lượng viên có thể tăng từ 80 đến 275 mỗi tuần.

Chúng tôi sẽ [tiếp theo] chuyển sự chú ý của mình để nhân rộng nỗ lực xử lý hóa học trong năm 2020, tiếp tục Wham Wham. Chúng tôi có kế hoạch thu hồi khoảng 220g oxit plutoni mới vào năm 2019 và 660g vào năm 2020. Chúng tôi dự định tăng quy mô chế tạo mục tiêu tự động một lần nữa vào năm 2021-2022 để chúng tôi có khả năng xây dựng đủ mục tiêu để tạo ra 1.500 gy oxit plutoni. Chúng tôi hy vọng sẽ ở cấp độ hoạt động vào năm 2025.

Có thể bạn quan tâm