Nükleer uzay yakıtı üretimi otomasyon sayesinde hızlandı

Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL), ABD’nin derin uzay araştırma araçlarının radyo termal jeneratörlerinde kullanılan plütonyum-238 nükleer yakıtı üretimini otomasyona hazır hale getirdi. Neptünyum oksit ve alüminyum karışımı yakıt tabletlerinin üretimini makinalara devreden kurum, bu sayede 2025 yılına kadar yıllık yakıt üretiminin 1,5 kg kadar artacağını belirtmiş.

NASA’nın güneş sisteminin dışına insansız ve Mars’a da nükleer enerjiyle çalışan uzay araçları gönderme ile Ay’da üs kurma çabaları, ne yazık ki PU-238 yakıtında yaşanan dar boğaz sebebiyle sekteye uğruyor.  35 kg’ın altına inen yakıt stokunun daha da artırılması maksadıyla, ORNL’ye ek bütçe tahsis edilmiş. NASA bu tür yakıtları, güneş panellerinin işe yaramadığı görevlerde kullanmayı tercih ediyor.

Bir plütonyum radyoizotopu olan PU-238’in uranyum-234 izotopuna bozunurken ürettiği 0.5 watt’lık termal enerji, radyoizotop termoelektrik jeneratörler (radioisotope thermoelectric generator-RTG) aracılığıyla uzay araçlarına güç veren elektrik enerjisine dönüştürülüyor. Maalesef biraz zahmetli olan bu yöntem 1960’lardan beri ise faal olarak kullanılmakta.

Plütonyum izotopunu üretmek için ORNL, neptünyum-237 (NP-237) izotopunu neptünyum oksite çevirip alüminyum ile harmanlıyor. Bu harman daha sonra yoğun tabletler şeklinde presleniyor. Takip eden süreçte bu tabletler Laboratuvarın yoğun akım reaktöründe radyasyona maruz bırakılarak NP-238 izotopuna dönüştürülüyor ki bu izotopta çözünerek PU-238 halini alıyor. Elde edilen plütonyum kimyasal yöntemlerle saflaştırılarak yakıt tabletleri haline getiriliyor.

Önceleri haftalık 80 adet üretilen yakıt tabletleri, otomasyon sayesinde haftada 275 adete çıkarılmış. ORNL’den Bob Wham; el yordamıyla uygulanan yöntemin otomasyona döndürülmesi sayesinde, NASA’nın yıllık 1,5 kg’lık nükleer yakıtın hedefinin daha ulaşılabilir olacağını ifade ediyor.  

Aşağıda otomasyon sürecinin özet videosunu bulabilirsiniz.