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miércoles, 20 de marzo de 2013

Estados Unidos vuelve a producir plutonio para sondas espaciales

Estados Unidos vuelve a tener una capacidad que perdió hace 25 años: fabricarplutonio-238. El Departamento de Energía (DOE) acaba de producir su primera muestra de prueba de este isótopo, lo que permitirá equipar a las futuras sondas espaciales norteamericanas con generadores de radioisótopos (RTG) sin miedo a agotar las reservas existentes. Actualmente, la NASA depende del plutonio de origen ruso para sus sondas espaciales (sí, Curiosity usa plutonio ruso), pero Rusia decidió cerrar su línea de producción en abril de 2010.


Una muestra de dióxido de plutonio brillando dentro de un recipiente cerámico (DOE/NASA).
El camino hasta aquí no ha sido fácil. La NASA lleva más de cinco años intentando convencer al gobierno de la necesidad de volver a iniciar la producción de plutonio-238, un isótopo que no tiene ningún interés militar (los isótopos de este elemento más populares para su uso en armas nucleares son el plutonio-239 y el plutonio-240). El nuevo lote de Pu-238 se ha "fabricado" en un reactor del National Oak Ridge Laboratory (Tennessee) irradiando muestras de neptunio-237. El plutonio empleado en un RTG de serie se halla en forma de dióxido de plutonio formando pequeñas esferas de unos 150 gramos rodeadas por una cápsula de iridio con el fin de evitar que el isótopo pueda verterse al medio ambiente por culpa de un accidente. Estas esférulas se agrupan dentro de un módulo llamado GPHS (General Purpose Heat Source). Varios GPHS se unen para formar un RTG convencional. Actualmente, la NASA opera varias sondas que llevan RTGs, como es el caso de la Cassini, New Horizons, Curiosity o las dos Voyager. Además de los RTG, este material puede usarse en sistemas más simples denominados RHU (Radio-Isotope Heater Units), destinados a elevar la temperatura de ciertas zonas de la nave gracias al calor emitido por la desintegración del plutonio.


Esférula de dióxido de plutonio-238 (NASA/DOE).


Esquema de un GPHS (NASA).


RTG (MMRTG) de Curiosity (NASA).


Ritmo de creación de Pu-238 a partir de neptunio (NASA).
A pesar de ser obviamente radiactivos -a diferencia de un reactor nuclear no activado- los RTGs son muy seguros y están diseñados para no emitir plutonio a la atmósfera en caso de accidente. En 1968 el satélite Nimbus B-1 fue destruido durante un lanzamiento fallido. El satélite disponía de dos RTG SNAP-19B2 que terminaron hechos trizas en el fondo del océano a cien metros de profundidad, pero sin embargo no se detectó ninguna fuga de material radiactivo. Los RTGs actuales son aún más seguros y están diseñados para resistir intactos un fallo catastrófico del lanzador.


Restos de los RTGs del Nimbus B-1 en el fondo del océano (NASA).

Se espera que el DOE pueda producir entre 1,5 y 2 kg de plutonio-238 al año, más que suficiente para alimentar a la nueva generación de RTG tipo Stirling que debe equipar a las futuras sondas espaciales norteamericanas. Estos generadores, denominados SRG o ASRG, pueden producir la misma cantidad electricidad con cuatro veces menos plutonio que los actuales modelos, aunque a cambio poseen partes móviles. La NASA y el DOE esperan tener listos en 2016 plutonio suficiente para dos RTGs, aunque todavía no hay ninguna misión asociada a los mismos. En cualquier caso, hay que recordar que muchas propuestas de misiones planetarias que hacían uso de RTGs no han sido aprobadas por la NASA en buena medida por culpa de la escasez de este material, como fue el caso de la sonda TiME para explorar los mares de metano-etano de Titán. Ni que decir tiene, estamos ante una muy buena noticia para la exploración espacial. Ahora sólo falta construir las sondas que usarán este plutonio.

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