Mátyás, Jázmin2024. február 24., szombat
Tudomány

Plutónium az űrkutatásban

National Geographic Magyarország

Több mint 60 éve használ a NASA az űrkutatásban plutóniumot: a radioaktív izotóp segítségével az űrjárművel elektromos áramellátását és fűtését is meg lehet oldani.

A Perseverance marsjáró rádióizotópos generátora
Forrás: NASA-JPL / Caltech

A legtöbben talán a Mentőexpedíció magyar címmel futó regény vagy film kapcsán hallottak a rádióizotópos elektromos rendszerekről, azonban a plutóniumot felhasználó eszközök meglehetősen régóta üzemelnek a Naprendszerben (a Voyagerek jóvoltából azon kívül is). Az első űrbéli útra 1961-ben került sor, amikor egy navigációs műhold kapott 96 gramm plutóniumot felhasználó generátort. A plutóniummal működő elektromos generátorok rendkívül megbízhatóak, és szemben a napelemes elektromos rendszerekkel, nem jelent problémát számukra a por sem – emiatt működik így a Curiosity és a Perseverance marsjáró is. Rádióizotópos generátorokkal szerelték fel azokat a nagy távolságú űrszondákat is, amelyek a Naprendszer távoli, hideg régióiba utaztak, például a Galileo, a Cassini, vagy a New Horizons űrszondák, hogy csak a közelebbi múltat nézzük.

Egy RTG plutóniumpellete. A vörös szín a forróságát tükrözi!
Forrás: Wikimedia Commons

A módszert itt a Földön is alkalmazták, főként olyan távoli helyszíneken, ahol sokkal költségesebb lett volna hagyományos üzemanyaggal áramot előállítani, így például a volt Szovjetunió sarkvidéki régiójában sok száz világítótornyot üzemeltett ezek segítségével. Az ország felbomlását követően senki se foglalkozott ezekkel az építményekkel, így néhány eszköznek lába kélt (vagy elrabolták, vagy elsodorta a tenger), azonban 2021-re sikerült minden egykor elhagyott generátort begyűjteni. Az USA is használta e berendezéseket a saját sarkvidékén, azonban nem plutóniummal, hanem stronciummal üzemelőket alkalmaztak.

Miként is működik egy rádióizotópos termoelektromos generátor (RTG)?

Az eszköz a lehető legprimitívebb generátor. A radioaktív izotóp természetes bomlása miatt termelődő hőt hasznosítja, mozgó alkatrészek nélkül, hőelemek segítségével. A hőelem egyik része hideg, a másik pedig a generátorban termelődő hő révén meleg, ez a különbség hozza létre az elektromos áramot. A legtöbb esetben a plutónium 238-as izotópjának oxidját használják, a Curiosity marsjáró kb. 4,5 kilónyit vitt magával a Marsra. Ez nem kis mennyiség!

Egy ideig (az 1980-as évek végétől) az USA nem állított elő az RTG-k számára felhasználható plutónium-238-at, ez pedig odáig fajuló problémává nőtt, hogy a szakemberek szerint veszélybe került a NASA küldetéseinek sora, és az USA vezető űrkutató szerepének fenntartása is. A plutónium-238 az optimális alapanyag, mivel nagy az energiasűrűsége, 87,7 év a felezési ideje, és a kevésbé sugárzó izotópok közé tartozik, ezáltal sokkal kevesebb árnyékolás is elegendő hozzá, mint a többi szóba jöhető anyaghoz. A problémát egyedül az előállítás jelenti, mivel speciális technikát igényel a folyamat, amelynek újraindítását egy 2011-es kongresszusi határozatban döntötték el.

A cél az volt, hogy évi 1,5-2 kilónyit készítsenek a NASA számára ebből az igen értékes anyagból. Az elmúlt évtized legnagyobb egyben leszállított adagját nemrégiben adták át, ez fél kilónyi plutónium-238-oxidot jelent, 2026-ra már 1,5 kilót készíthetnek belőle. (A korábbi, kisebb szállítmányokból jutott a Perseverance marsjáróra már.) Az izotóp felhasználásának hatékonyságát is igyekeznek persze javítani, az RTG-k modernizálása, fejlesztése révén.

Élj gyorsan, halj meg fiatalon!

Élj gyorsan, halj meg fiatalon!

A mezőgazdaság gyökeresen átalakítja az ökoszisztémákat, az életközösségek egésze igyekszik alkalmazkodni ehhez.

Termeszvár ihlette menedék

Termeszvár ihlette menedék

A Holdra visszatérő űrhajósok számára épülhet olyan menedék, amelynek ihletője a termeszvár.

Erdősítés ész nélkül?

Erdősítés ész nélkül?

Az erdőtelepítést sok esetben indokolatlanul használják, és sokkal többet árthatnak vele, mint amennyi előnyt ideális esetben nyújtana.

A madarak már a dinók korában is sokfélék lehettek

A madarak már a dinók korában is sokfélék lehettek

A közvélekedés szerint a madarak mai sokféleségét a dinók 66 millió évvel ezelőtti kihalásának köszönhetjük, egy új kutatás azonban cáfolta ezt.

Globális felmérés a klímaváltozás elleni tettekről

Globális felmérés a klímaváltozás elleni tettekről

Egy világszintű, reprezentatív felmérésből az derült ki, a széles közvélemény támogatja a klímaváltozás elleni fellépést, ám a helyzet mégsem egészen rózsás.

National Geographic 2024. februári címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

16 500 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket