新型放射性同位素加热器使用镅241阻止航天器结冰

新型放射性同位素加热器使用镅241阻止航天器结冰白天问题不大,因为月球表面是真空的,所以用反射面控制加热相对容易。夜间则是另一回事。航天器的热量会迅速辐射出去,当太阳在两周的黑暗后再次升起时,着陆器的电池和电子设备就会损坏,无法挽救。展望未来人类在月球上的永久存在,包括大量的商业活动,ispace公司和莱斯特空间核动力集团希望为未来的任务开发核加热器装置,首先从ispace公司的3系列月球着陆器和漫游车开始。图为RTG原型机这些设备不是核反应堆,而是所谓的辐射热发电机(RTG)。它们的工作原理不是裂变,而是钚等浓缩核同位素的自然放射性衰变。在衰变过程中,它们会放出热量,这些热量可以用来发电,或使航天器在月夜或在外太空系统及更远的深空任务中不被冻住。尽管使用RTG使月球着陆器或漫游车存活的想法已经存在了半个世纪,但ispace/Leicester项目却有些不同。这不仅是一个旨在支持私人月球任务的私人投资项目,它还使用了一种不同的同位素。其他大多数太空任务都使用钚238,而新的加热器将使用镅241。这种同位素不仅成本更低,争议更少,而且半衰期超过400年,可以让漫游车保持多年的温暖。莱斯特大学物理天文学院和莱斯特太空公园的汉娜-萨吉博士说:"莱斯特大学与国家核实验室联合开发的放射性同位素动力技术在我们正在进行的测试活动中表现非常出色。在这个项目中,我们将与ispace合作,研究使用放射性同位素加热器为航天器提供足够热量以度过月夜的可行性。""英国航天局国际双边资助的第一阶段用于与我们的国际合作伙伴合作,以了解他们的电力需求和任务重点。在第二阶段,我们将开展实验室和概念研究,以证明任务概念的可行性。这也将提供一个机会,向民用和商业航天产业强调该技术,并展示如何利用该技术满足优先任务的关键动力需求。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432624.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432624.htm

相关推荐

封面图片

核废料镅-241为可帮助航天器探索月球 以及更远的地方

核废料镅-241为可帮助航天器探索月球以及更远的地方11月22日和23日在巴黎举行的欧空局部长理事会会议上,部长们同意为一项名为"欧洲使用放射性同位素能源的设备"(ENDURE)的计划提供2900万欧元(3000万美元)。该计划旨在开发以放射性元素镅-241为动力的长效热能和电力装置,为2030年代初欧空局的一系列月球任务及时提供支持。设在荷兰诺德韦克的欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)的ENDURE项目共同负责人JasonHatton说:"如果我们想在探索中拥有自主权,我们需要这些能力。哈顿说,欧空局不断增长的太空雄心意味着它需要自己的持久动力来源。"镅是钚衰变的副产品,之前从未作为燃料使用过。对于太阳能不能满足的任务,无论是因为过冷的环境还是因为与太阳的距离,欧空局一直依赖美国或俄罗斯的合作伙伴,这些合作伙伴自太空竞赛以来一直使用钚-238电池为任务提供动力。例如,美国国家航空航天局制造了钚电池,在2005年惠更斯探测器下降到土星的卫星泰坦时为其提供了能源。但是钚-238在过去十年中一直供应不足,而且生产成本很高。而且,在俄罗斯入侵乌克兰之后,欧空局断绝了与该国的关系(主要的核燃料出口方)。法国莫东巴黎天文台的天体物理学家AthenaCoustenis说:"目前的政治局势表明,你不能总是依赖合作伙伴。"他是支持新计划的欧空局咨询委员会的主席。长期以来,缺乏动力源限制了欧洲科学家提出的单独任务,也限制了其他任务。该机构在2014年敏锐地感受到了其放射性同位素电源的缺乏,当时在彗星登陆的菲莱探测器只运行了不到三天,因为它最终在一个阴暗的地方沉寂,其太阳能电池板没有发挥作用。Coustenis说:"多年来,欧洲科学家一直在说,如果你想走得更远,或者去黑暗和寒冷的地方,没有其他办法。"与钚相比,镅的最大优势在于它更便宜、更丰富,可以重新利用原本无用的废物,钚-238是在一个两阶段的过程中制成的,包括用中子辐照镎的目标。位于塞拉菲尔德的英国政府国家核实验室(NNL)的研究人员已经表明,镅可以从民用电厂使用的后处理核燃料中提取,并制成燃料颗粒,形成电池的核心。ENDURE计划的一部分将包括提高镅的产能,以满足电池的需要。镅的半衰期比钚-238长,这意味着它的寿命更长,但每克的功率更小。但由于镅更容易获得,生产一瓦的电力的成本大约是使用钚的五分之一,在ESTEC协调未来月球任务工作的MarkusLandgraf说。在接下来的三年里,ENDURE团队将把原型开发成可以在类似任务条件下进行测试的模型,作为可用设备的先驱。在与NNL的合作中,英国莱斯特大学的一个团队开发了两种类型的装置:放射性同位素加热装置,它用衰变镅中产生的热量来加热仪器;以及放射性同位素热电发生器(RTG),它通过在金属板上产生温度差来利用热量发电。莱斯特大学的物理学家和空间动力系统专家理查德-安布罗西(RichardAmbrosi)说,研究人员设计了这两种类型的设备,以考虑到在一定的功率输出下镅的体积更大,而且与钚相比温度更低。由于使用放射性材料,安全也是至关重要的。他说,这些装置被封装在包括铂金合金在内的各层中,在密封镅的同时允许热量排出。该计划的下一阶段将集中在安全测试上,以便镅装置能够被认证用于发射。测试将包括监测组件在高温和冲击下的行为--例如,在发射台上万一发生爆炸时可以确保放射性材料不会泄漏。一旦开发成功,同样的基本电源系统可以在任何无法使用太阳能的任务中使用。在月球上持续14个地球日的夜晚,以及对木星以外的太阳系的考察。为了在严酷的月夜中生存,中国活跃的月球车嫦娥四号使用与俄罗斯合作建造的钚加热装置。欧空局发射镅动力源的第一个目标是它的Argonaut号月球登陆器,计划在2030年代初发射,Argonaut任务将在月球表面进行长期研究并支持在那里工作的宇航员。在2040年代,欧空局希望向天王星和海王星的任务提供动力。这些行星只在20世纪80年代美国宇航局的旅行者2号探测器飞越时被研究过。镅的可用性以及生产钚-238的挑战,意味着美国宇航局可能也想使用它,ESA正在评估其为未来任务生产足够RTG的能力。对于其旨在在月球上建立长期存在的Artemis计划,NASA也一定会对此有兴趣。安布罗西说,经过十多年的研究,使镅技术达到了可以为真正的任务开发的阶段。"此刻的兴奋之情实际上是很明显的。我们在这方面已经工作了很长时间,"他说。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335253.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1335253.htm

封面图片

美国国家航空航天局的新能源:用于遥远太空之旅的钚238

美国国家航空航天局的新能源:用于遥远太空之旅的钚238能源部向洛斯阿拉莫斯国家实验室运送0.5千克钚-238,是为NASA的放射性同位素动力系统生产燃料的一个里程碑,对深空探索至关重要。这一进展是到2026年每年生产1.5千克燃料目标的一部分,为火星2020等任务提供了支持,证明了NASA与能源部之间持续、重要的合作伙伴关系。这批0.5公斤(略高于1磅)的新型热源氧化钚是自十多年前美国境内重启钚238生产以来最大的一批。它标志着到2026年实现平均每年1.5千克恒定生产率目标的一个重要里程碑。放射性同位素动力系统(RPS)使人们能够探索太阳系内外一些最深、最暗、最遥远的目的地。RPS利用放射性同位素钚238的自然衰变,以轻型放射性同位素加热器(LWRHU)的形式为航天器提供热量,或以多任务放射性同位素热电发电机(MMRTG)等系统的形式提供热量和电力。2022年3月17日,NASA"毅力号"火星车在执行任务的第381个火星日(SOL)回望它的车轮轨迹。图片来源:NASA/JPL-Caltech能源部已经为美国宇航局的"火星2020"等任务生产出了为RPS提供燃料所需的热源氧化钚。第一个受益于此次重启的航天器"毅力号"漫游车携带了能源部生产的部分新型钚。MMRTG持续为这辆汽车大小的漫游车提供热量和约110瓦的电力,使其能够探索火星表面并收集土壤样本,以便可能时进行回收。位于克利夫兰的美国国家航空航天局格伦研究中心的放射性同位素动力系统项目经理卡尔-桑迪弗(CarlSandifer)说:"美国国家航空航天局的放射性同位素动力系统项目与能源部合作,使任务能够在太阳系和星际空间中一些最极端的环境中运行。"六十多年来,美国一直在太空中使用基于放射性同位素的电力系统和加热器装置。几十年来,已有三十多次太空探索任务使用了RPS提供的可靠电力和热能。美国国家航空航天局和能源部将继续保持长期的合作伙伴关系,以确保美国能够在未来数十年内完成需要放射性同位素的任务。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399121.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1399121.htm

封面图片

欧空局火星探测任务将使用开创性的镅元素核动力源

欧空局火星探测任务将使用开创性的镅元素核动力源欧空局ExoMars火星探测器"罗莎琳德-富兰克林"的艺术家印象图。图片来源:ESA/ATGmedialab利用放射性元素衰变产生的热量的装置,即放射性同位素加热器(RHU)可以让航天器在不依赖太阳能电池板产生的电能来取暖的情况下运行。欧空局历来依靠美国或俄罗斯合作伙伴为任务提供使用钚238的RHU,但自2009年以来,欧空局一直在开展自己的计划,制造放射性同位素加热器以及提供电力的电池。欧洲RHU将加热任务着陆平台上的组件,该平台将漫游车部署到火星表面。在漫游车离开平台并打开太阳能电池板之前,着陆器会为漫游车供电。位于荷兰诺德韦克的欧洲空间研究与技术中心(ESTEC)的欧空局火星探测小组组长奥森-萨瑟兰(OrsonSutherland)说,因此延长着陆器的寿命可以在部署漫游车过程中出现问题时提供备用电源。镅衰变欧空局的加热器装置不仅是欧洲的首创,也是世界上第一个使用镅-241的地方。镅-241是钚衰变的副产品,每克功率低于其前身。但镅-241的数量更多,价格也更便宜,这意味着即使RHU需要更多的同位素才能运行,它们的总体成本也可能更低。"萨瑟兰说:"开发并发射欧洲RHU将是欧空局的首创,也是一项重大成就。罗莎琳德-富兰克林号漫游车拥有独特的装备,可以寻找火星上远古生命的踪迹,其2米长的钻头可以让它在火星表面下钻得很深。但这项任务原定于2018年发射,甚至在与俄罗斯的紧张关系升级之前,就已经因为技术问题和COVID-19大流行而推迟了。欧空局不得不从根本上重新考虑飞行任务,以便在没有俄罗斯航天局参与的情况下进行,俄罗斯航天局本应负责建造着陆器,战争带来的现状导致欧空局只能从头设计的新着陆器,并依靠美国国家航空航天局来填补任务计划中剩余的漏洞。根据协议,NASA将提供在2028年发射ExoMars的能力,并为着陆器提供制动发动机。美国国家航空航天局还将为漫游车提供放射性同位素加热器。未来的电池镅RHU是欧洲利用放射性同位素能源装置(ENDURE)项目的一部分。由于这些装置含有放射性材料,因此需要在发射前进行认证。莱斯特大学(UniversityofLeicester)的物理学家和太空动力系统专家理查德-安布罗西(RichardAmbrosi)说,该合作项目正在努力满足2028年的发射安全要求。ENDURE公司的目标是在本十年结束前开发出能够为航天器提供电力而不仅仅是热量的镅电池,以便在2030年代初及时执行欧空局的一系列月球任务。RHU使用的是放射性衰变自然产生的热量,而核电池(称为放射性同位素热电发电机)则将热量转化为电能。位于英国塞拉菲尔德的国家核实验室将利用英国民用发电厂的乏核燃料制造加热器和电池所需的镅颗粒。萨瑟兰说,欧空局拥有自己的加热装置将使该机构能够扩大其探索范围。他说:"在火山口等阴暗区域或夜间为飞行系统保温的能力将使以前无法进入的区域得以探索,并延长任务的寿命。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432080.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432080.htm

封面图片

中核集团成功自研出 AIE 同位素光源(原子灯):10 年不用充电

中核集团成功自研出AIE同位素光源(原子灯):10年不用充电中核集团中国原子能科学研究院近期成功自主研发AIE(聚集诱导发光)同位素光源,其技术性能达到预期设计指标并在应用试验中工作状态良好,辐光转换效率达到11%,是设计指标的1.1倍。同位素光源是将放射性能量转换成光能的一种自发光装置,利用放射性物质衰变释放的带电粒子轰击发光基体而发光。与其它电光源相比,同位素光源光强稳定,无需外接电源和进行维护,是黑暗条件下小视野指示或照明的优良光源。其可适用于长期无人值守或不易通电的地方,如航海、航空等仪表盘的夜间数据读取,室内外指示标志、辐光伏同位素电池的光源组件等,在国民经济和科学技术等多个重要领域有着广泛的应用前景。目前同位素光源中最常用的放射性核素是氚,其发光装置的使用寿命长达10年以上。项目团队将把AIE同位素光源集成应用于有源光学传感系统中,以实现高灵敏、高集成、低损耗的信息探测,对于微机电系统和微型传感器领域的设计与应用具有重要意义。来自:雷锋频道:@kejiqu群组:@kejiquchat投稿:@kejiqubot

封面图片

诺华将在中国投资设立一家放射性药物生产基地

诺华将在中国投资设立一家放射性药物生产基地12月1日,诺华集团官微宣布,将在中国投资设立一家放射性药物生产基地。此生产基地将落地浙江省海盐县核技术应用(同位素)产业园,投资总额预计将超过6亿元人民币。该基地的建设将遵循安全高效运营的最高质量标准,在相关药物获得监管部门批准许可的情况下,预计将在2026年底投入生产。位于浙江海盐的这一放射性药物生产基地建成后,将成为诺华在国内的第二个创新药生产基地。

封面图片

泰国电厂遗失放射性铯容器在一铸钢厂寻获

泰国电厂遗失放射性铯容器在一铸钢厂寻获(早报讯)10天前在泰国曼谷以东巴真府一燃煤电厂丢失的是铯-137圆柱形容器,已在当地一家铸钢厂寻获。泰国《民族报》报道,巴真府(Prachinburi,早前译巴钦武里府)府尹星期天(3月19日)说,当局当天在巴真府最大的铸钢厂侦测到放射性读数,调查后发现放射性读数来自被压缩成立方体的废金属,准备在当晚熔炼。当局立即命令铸钢厂停工,以防止放射性金属被压碎并扩散开来。所有员工被命令离开铸钢厂,当局封锁了铸钢厂周边地区,禁止外人进入。巴真府府尹说,初步调查已在铸钢厂内发现了铯-137(Caesium-137)的痕迹。他此前说,他们怀疑装了铯-137的圆柱形容器是被人偷走,变卖给旧货商。3月10日,巴真府一家燃煤电厂的员工进行例行检查时,发现少了一个装铯-137的圆筒,遗失的圆筒长约30公分、宽13公分,重达25公斤。铯-137是裂变产生的最重要的放射性铯同位素。巴真府府尹说,铯-137的半衰期须约30年,完全消息须300年。他警告说,接触这种放射性物质可能危害皮肤、肝脏和骨髓。

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人