?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

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.  

Comments

( 33 comments — Leave a comment )
antisemit_ru
Apr. 16th, 2017 10:27 am (UTC)
как всегда,
прочитал с интересом.
ijn_myoko
Apr. 16th, 2017 03:15 pm (UTC)
>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
Похоже, что по крайнем мере в США плутоний-238 изначально начали производить для использования в ядерном оружии - как замену полония-210 в источниках нейтронов. По крайней мере производство плутония-238 в Саванна-ривер разворачивалось в интересах и при активном участии Mound Laboratories (Майамисбург, штат Огайо), которая эти источники разрабатывала и производила.
egh0st
Apr. 16th, 2017 04:47 pm (UTC)
только электорат говорит что полонивые источники давно не применяются в ЯБЧ. Тем более что изотопные источники излучают и в невключенном состоянии.
0x8
Apr. 16th, 2017 06:01 pm (UTC)
А просто в нейтронных источниках он не применяется?

А стандартно, это военные РИТЭГи конечно. Например устройства перехвата информации на морском дне. Можно примерно оценить верхний предел эл мощности этих чудо-девайсов, если знать сколько на них ушло плутония и когда. А главное, прикинуть сколько их еще осталось в работе.
(no subject) - tnenergy - Apr. 16th, 2017 06:44 pm (UTC) - Expand
ijn_myoko
Apr. 16th, 2017 06:45 pm (UTC)
Указанная история происходила более полувека назад, в второй половине 50х-начале 60х годов.
(no subject) - egh0st - Apr. 16th, 2017 07:03 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Apr. 16th, 2017 09:28 pm (UTC) - Expand
tnenergy
Apr. 16th, 2017 06:42 pm (UTC)
>Похоже, что по крайнем мере в США плутоний-238 изначально начали производить для использования в ядерном оружии - как замену полония-210 в источниках нейтронов.

Я слышал такую идею, вот только решительно не понятно, зачем это могло бы быть надо. Pu238 имеет в 200 раз меньшую удельную активность, значит изящной схемы и мощности Po-Be источника не получится. Электрические источники нейтронов при этом необслуживаемые и имеют на 4-6 порядков больший выход нейтронов.

Получается, что нужно какое-то свойство, которое перевешивает все остальное. Если бы можно было сделать ЯВУ без электричества, то можно было бы представить, что это заряды каких-нибудь подводных ядерных мин... а так - черт его знает.

Первая по популярности идея, кстати - это использование в качестве питания для генераторов инфразвука SOSUS.
ijn_myoko
Apr. 16th, 2017 08:19 pm (UTC)
>Я слышал такую идею, вот только решительно не понятно, зачем это могло бы быть надо. Pu238 имеет в 200 раз меньшую удельную активность, значит изящной схемы и мощности Po-Be источника не получится. Электрические источники нейтронов при этом необслуживаемые и имеют на 4-6 порядков больший выход нейтронов.
Срок службы источника. Из-за гораздо большего периода полураспада его можно было не менять десятилетиями, а не минимум раз в год, как с полонием. ИНИ в середине 50-х по крайней мере в СССР были ещё вещью экспериментальной. Как с ними обстояли дела в США?

>Первая по популярности идея, кстати - это использование в качестве питания для генераторов инфразвука SOSUS.
По доступной в открытых источниках информации, для этого использовались РИТЭГ SNAP-7E, SNAP-21 и SNAP-23 на стронции-90.
РИТЭГи для космических аппаратов в интересах военных у американцев были, на шести флотских КА "Транзит" (включая поздний Triad-1).
(no subject) - tnenergy - Apr. 16th, 2017 09:22 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Apr. 16th, 2017 09:24 pm (UTC) - Expand
(no subject) - ijn_myoko - Apr. 17th, 2017 08:42 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Apr. 17th, 2017 09:03 pm (UTC) - Expand
(no subject) - b_my - Apr. 18th, 2017 10:31 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Apr. 17th, 2017 06:42 am (UTC) - Expand
(no subject) - ijn_myoko - Apr. 17th, 2017 09:20 pm (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Apr. 18th, 2017 07:53 am (UTC) - Expand
0x8
Apr. 17th, 2017 06:22 am (UTC)
>питания для генераторов инфразвука SOSUS
А разве он не пассивный и кабельный ?

В чем еще уникальность именно этого изотопа? Малый вес при заданном тепловыделении, высокая цена, низкая гамма, относительно большой период полураспада.
Т.е. портативность, безопасность для людей, высокая мощность, можно ставить рядом со сложной электроникой, запросто проработает несколько лет без замены. Что-то еще?

Скорее автономные записывающие устройства требуют таких РИТЭГов. Причем это портативные устройства которые обслуживаются живыми людьми, раз заморачивались именно с этим изотопом. Либо долголетающий космос.

(no subject) - tnenergy - Apr. 17th, 2017 06:36 am (UTC) - Expand
(no subject) - trump_donald - Apr. 18th, 2017 07:29 am (UTC) - Expand
trump_donald
Apr. 18th, 2017 07:28 am (UTC)
У военных .. (и только военных) масса применений для необслуживаемых источников питания.
Например кабели связи, каждые 400 км должны иметь станции регенерации.
Всевозможные акустические буи.

Современные роверы - подводные лодки - тоже очевидный потребитель таких источников.
(no subject) - tnenergy - Apr. 18th, 2017 07:36 am (UTC) - Expand
(no subject) - trump_donald - Apr. 18th, 2017 09:08 am (UTC) - Expand
(no subject) - tnenergy - Apr. 18th, 2017 09:56 am (UTC) - Expand
(no subject) - b_my - Apr. 18th, 2017 10:33 pm (UTC) - Expand
egh0st
Apr. 16th, 2017 04:36 pm (UTC)
после введения этого поста будет 400 грамм в год

ваш пост учетверит производство плутониума в США? круто :)
tnenergy
Apr. 16th, 2017 06:43 pm (UTC)
Ну да, а что тут такого? Главное, что бы каждый делал свое дело.
amginskiy
Oct. 12th, 2017 10:50 am (UTC)
Сегодня счетная палата США опубликовала отчет о плутонии-238.
trump_donald
Apr. 18th, 2017 07:24 am (UTC)
Из реакторов РБМК его нельзя выделять?
tnenergy
Apr. 18th, 2017 07:40 am (UTC)
"Выделять", нет, нельзя. Чисто технически можно облучать мишени с Np237 на РБМК, но это вещь, допустимая только в третью мировую.

Основные проблемы с Pu238 в радиохимической части, а не в том, что облучать негде - в НИИАР недозагружен парк высокопоточных реакторов, ставь и облучай.
trump_donald
Apr. 18th, 2017 09:09 am (UTC)
>Основные проблемы с Pu238 в радиохимической части,

Вы хотите сказать -выделить его из уже имеющейся смеси?
(no subject) - tnenergy - Apr. 18th, 2017 10:04 am (UTC) - Expand
( 33 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

October 2017
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
Powered by LiveJournal.com