Америцієвий світанок: космічні батареї з ядерних відходів

Zeno Power уклала стратегічну угоду з Orano, щоб живити космічні батареї переробленими радіоізотопами. Французька компанія надаватиме америцій-241 (Am-241), вилучений під час перероблення відпрацьованого ядерного палива на заводі La Hague, а Zeno інвестує мультимільйонну суму для пріоритетного доступу до ізотопу. Am-241 стане паливом для радіоізотопних енергосистем (RPS), які Zeno розробляє для NASA — зокрема для місяцеходів, посадкових апаратів і майбутньої інфраструктури на Місяці. Це розв’язує дефіцит плутонію-238 і розширює варіанти тривалого автономного живлення в космосі.

Візуалізація місячного ровера на базі Zeno з ядерною батареєю на америцієвому паливі. Джерело: Orano

Ключовою перевагою Am-241 є тривалий період напіврозпаду — понад 430 років — тож енергосистеми можуть працювати десятиліттями, включно з місячними ночами та в постійно затінених регіонах поблизу полюсів. Orano вилучатиме ізотоп саме з відпрацьованого палива, перетворюючи те, що вважалося відходами, на стратегічний ресурс для космічної енергетики.

Компанії співпрацюють щонайменше з 2022 року; нова угода формує стабільний ланцюжок постачання для серійного виробництва батарей. Паралельно Zeno розвиває ядерні батареї на стронції-90 для морських застосувань за контрактами Міноборони США, вибудовуючи мультипаливний портфель рішень від глибокого моря до далекого космосу.

Подія в Києві на перетині мистецтва, космосу та технологій! Дізнатися більше
Команди Zeno та Orano у місці зберігання ядерних відходів на об’єкті Ла-Аг. Джерело: Orano

Як це працює? Усередині ядерної батареї лежить крихітна таблетка америцію-241. Вона повільно розпадається і безперервно виділяє тепло — як мінівуглинка, що не гасне десятиліттями. Це тепло подають на термопари (дві різні пластинки металів), і за ефектом Зеєбека виникає електричний струм. Жодних клапанів чи шестерень — тільки стабільне тепло, яке перетворюється на електрику з невисоким, але надійним ККД. Секрет у простоті та довговічності: паливо добувають із переробленого ядерного відпрацьованого палива, тому його багато; період напіврозпаду довгий — тож батарея працює роками без підзарядки; а компактний екрануючий корпус забезпечує безпеку й постійну роботу навіть у темряві, холоді та пилюці Місяця чи далекого космосу.

Чому це важливо? Надійні RPS на основі Am-241 дадуть змогу науковим місіям працювати там, де сонячні панелі безсилі: у тіні кратерів, під час двотижневої місячної ночі та у глибокому космосі. Це стабільне живлення для камер, спектрометрів, сейсмометрів, ретрансляторів і навігаційних маяків, що критично важливо для Artemis і майбутніх обсерваторій / детекторів, які потребують безперервної роботи без сервісу.

Ядерні батареї — це мирний атом у службі науки, але у космосі є й темні сценарії. Що станеться, якщо ядерні технології перетнуть межу стримування і перетворяться на зброю на орбіті — з ризиком ЕМІ, каскадного сміття та колапсу навігації й зв’язку? Розберімося без паніки та тверезо: історичні заборони, реальні сценарії та наслідки для нашого щоденного життя — у матеріалі «Жахливий сон Оппенгеймера: наскільки реальна перспектива ядерної війни на орбіті?».

За матеріалами orano, world-nuclear-news, interestingengineering

Новини інших медіа
Г’ю Еверетт. Як з’явилася теорія мультивсесвіту
Обсерваторія LISA допоможе відкрити нову популяцію екзопланет
Одна світлина комети 144 роки тому перевернула уявлення людства про небо
Звідки прилітають комети? Запрошуємо школярів на зустріч з астрофізикинею Оленою Шубіною
Дві чорні діри виявились несподівано важкими для раннього Всесвіту
Більшість вуглецю на Землі походить із віддалених куточків Сонячної системи
Роман про кінець світу приніс фантасту Букерівську премію
На околицях Сонячної системи виявили космічного вигнанця з дивною орбітою
Науковці змоделювали безжиттєву Землю віком 5 млрд років
Телескоп Subaru показав форму та температуру ядра комети Енке