ORNL показывает некоторое оборудование для производства Pu-238
Как известно, Pu-238 используется в космических радиоизотопных термоэлектрических генераторах ( РИТЭГах) как удобный источник тепла. НАСА регулярно отправляет межпланетные миссии, снабженные такими генераторами (последнеей был ровер Curiosity, следующим будет еще один ровер Mar 2020 rover), Проблема однако в том, что плутоний 238 производился в США и СССР до конца 80х (тут, кстати, есть интересная загадка - для чего он производился. В отчетах DoE можно найти расходы Pu238 на военное применение, да и в СССР довольно большая линия была создана явно не для развлечения пионеров), и с тех пор NASA выезжало на старых запасах, в т.ч. купленных в России остатках советского Pu238.
Диаграмма, показывающая баланс NASA по Pu-238 - на сегодня у NASA есть около 35 кг плутония разного качества, запланирован расход 3,5 кг на ровер 2020 и есть планы еще на 14,3 кг.
Однако и советское производство Pu238 в России, похоже, не восстановлено (можно понять только по косвенной информации, например из этой новости), поэтому несколько лет назад в США таки добились финансирования на перезапуск своего производства. Оно включает в себя подготовку таблеток из смеси оксида нептуния 237 и алюминия, загрузку их в алюминиевое облучательное устройство, облучение в реакторе HFIR в течении ~нескольких сот часов в ходе которого основная масса Np237 распадется, но часть захватит нейтроны, превратится в Np238 с последующим распадом в Pu238. Имеющихся запасов Np237 хватает на получение ~80 килограмм Pu238.
Макеты нейптуниевых таблеток в измерительном посте
После облучения таблетки проходят через аналог PUREX, т.е. экстракцию плутония органическим растворителем из кислотного раствора ОЯТ. Плутоний будет отправлен в другую лабораторию DoE - Лос-Аламос, для формирования тепловыделяющих элементов РИТЭГов. Надо отметить, что Pu238 является очень непрятным материалом для радиохимиков - большой объем тепла и излучения осмоляет органику, портит оборудование, поэтому работа с ним получается сложной и дорогой.
ORNL в своей новости показала автоматически измерительный пост для оценки геометрии пресованных таблеток нептуния (поскольку нептуний 237 радиоактивен, для снижения дозовой нагрузки персонала такое оборудование полезно). В новости есть довольно интересные подробности: сейчас ORNL производит плутоний 238 темпом 100 грамм в год, после введения этого поста будет 400 грамм в год, и есть планы по дальнейшей автоматизации процесса с увеличением производительности, видимо до 1-1,5 кг в год.
Диаграмма, показывающая баланс NASA по Pu-238 - на сегодня у NASA есть около 35 кг плутония разного качества, запланирован расход 3,5 кг на ровер 2020 и есть планы еще на 14,3 кг.
Однако и советское производство Pu238 в России, похоже, не восстановлено (можно понять только по косвенной информации, например из этой новости), поэтому несколько лет назад в США таки добились финансирования на перезапуск своего производства. Оно включает в себя подготовку таблеток из смеси оксида нептуния 237 и алюминия, загрузку их в алюминиевое облучательное устройство, облучение в реакторе HFIR в течении ~нескольких сот часов в ходе которого основная масса Np237 распадется, но часть захватит нейтроны, превратится в Np238 с последующим распадом в Pu238. Имеющихся запасов Np237 хватает на получение ~80 килограмм Pu238.
Макеты нейптуниевых таблеток в измерительном посте
После облучения таблетки проходят через аналог PUREX, т.е. экстракцию плутония органическим растворителем из кислотного раствора ОЯТ. Плутоний будет отправлен в другую лабораторию DoE - Лос-Аламос, для формирования тепловыделяющих элементов РИТЭГов. Надо отметить, что Pu238 является очень непрятным материалом для радиохимиков - большой объем тепла и излучения осмоляет органику, портит оборудование, поэтому работа с ним получается сложной и дорогой.
Click to viewORNL в своей новости показала автоматически измерительный пост для оценки геометрии пресованных таблеток нептуния (поскольку нептуний 237 радиоактивен, для снижения дозовой нагрузки персонала такое оборудование полезно). В новости есть довольно интересные подробности: сейчас ORNL производит плутоний 238 темпом 100 грамм в год, после введения этого поста будет 400 грамм в год, и есть планы по дальнейшей автоматизации процесса с увеличением производительности, видимо до 1-1,5 кг в год.