سوخت فضایی: آزمایشگاه ملی اوک ریج برای تولید

پایان ماه جولای آغاز یک پروژه تحقیق و توسعه 20 میلیون دلاری به رهبری آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) برای تولید و پردازش پلوتونیوم 238 است. برنامه فضایی ایالات متحده از Pu-238 استفاده خواهد کرد که قرار است توسط ORNL به عنوان سوخت برای ماموریت های آینده در اعماق فضا تولید شود.

Pu-238، ماده تشکیل دهنده سوخت فضایی

در چند وقت اخیر، ایالات متحده Pu-238 را از روسیه خریداری کرده است تا سطح ایمن سوخت فضایی را در اختیار داشته باشد. اکنون حتی عرضه روسیه نیز در حال کاهش است. طبق این مقاله ، منابع Pu-238 در سطوح پایینی قرار دارند که ناسا ممکن است تنها تا سال 2022 به ماموریت های خود در اعماق فضا ادامه دهد. بدون هیچ جایگزین شناخته شده ای، تنها گزینه ناسا تولید مجدد ایزوتوپ در داخل کشور است. اینجا جایی است که ORNL وارد می شود.

چگونه آزمایشگاه ملی اوک ریج پلوتونیوم-238 را تولید خواهد کرد

به گفته فرانک مانگر از وبلاگ knoxnews.com ، اولین گام در این پروژه توسعه نپتونیوم-237 است که سپس به یک راکتور ایزوتوپی با شار بالا (HFIR) اضافه خواهد شد. HFIR Pu-238 را تولید خواهد کرد که مرکز توسعه مهندسی رادیوشیمی ORNL (REDC) بعداً آن را پردازش خواهد کرد. با پردازش این ماده رادیواکتیو در سلول‌های داغ و جداسازی Pu-238 از نپتونیوم، محققان ORNL با ایزوتوپ‌های پلوتونیوم خالص ارائه خواهند شد. هدف تعیین شده توسط وزارت انرژی ایالات متحده تولید 1.5 تا 2 کیلوگرم ایزوتوپ در سال است.

COMSOL Multiphysics یک بازیگر کلیدی در این پروژه پلوتونیوم-238 است و دکتر جیمز فریلز و دکتر پراشانت کی جین و رندی دبلیو هابز از ORNL مقاله ای را در مورد این موضوع برای کنفرانس COMSOL 2012 بوستون ارسال می کنند. ما مشتاقانه منتظریم تا در مورد این پروژه بسیار مهم سوخت فضایی اطلاعات بیشتری کسب کنیم.

طراحی کپسول گلوله برهنه COMSOL Multiphysics برای آزمایش پلوتونیوم-238 در ORNL
صفحه برش حداکثر دمای طراحی کپسول گلوله برهنه برای آزمایش تولید Pu-238 در ORNL توسط COMSOL