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英國開發全球首創鋂太空電池 2029年投入歐洲太空計畫

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科技產業資訊室 (iKnow) - 何思穎 發表於 2023年1月18日
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圖、英國開發全球首創鋂太空電池 2029年投入歐洲太空計畫

英國太空署(UK Space Agency)和國家核實驗室(National Nuclear Laboratory;NNL)合作開發世界上第一個由鋂(Am)-241驅動的太空電池,該計畫旨在全球原物料短缺的情況下,確保英國仍具備獨立的太空電池燃料供應,使英國及其合作夥伴能持續執行新的太空科學及太空探索任務。
 
原子太空電池在其內部放射性衰變時釋放熱量,又被稱為放射性同位素電源系統(Radioisotope Power System;RPS)。熱量可直接用於防止太空飛行器結凍,轉化為電力為機載系統供電。此類電池可以持續工作幾十年,並隨著飛行器運作十幾年而不需維護。
 
原子電池被世界各地的太空機構視為關鍵任務技術,原子電池不僅出現在NASA所有的阿波羅任務,也出現在每個前往火星的探測器。到目前為止,這些電池都是(Pu)-238提供動力,然而這種放射性同位素只在美國和俄羅斯生產,而美國和俄羅斯的供應有限,這也是為什麼英國如此迫切開發替代品。  
 
除了英國太空署對該計畫的支持,英國政府對歐洲太空總署(ESA)一系列新專案的投資額也來到新高,其中包括為ENDURE計畫(European Devices Using Radioisotope Energy,即「使用放射性同位素的歐洲裝置」)提供的2200萬英鎊,該專案旨在使用放射性同位素來開發為飛行器加溫和供電的系統。
 
英國國家核分裂實驗室NNL自2009年以來便一直致力於這項工作,當時的研究人員首次發現,核反應爐廢舊燃料的放射性衰變過程中會產生鋂-241,這是鈽-238的替代物,而且能發射出超過400年的能量。
 
此次計畫將在NNL位於塞拉菲爾德(Sellafield)的旗艦中央實驗室啟動,該地擁有世上最大的可提取鋂-241資源,新的合作將把經驗證的科學概念變成一項完全實現的技術,並在未來四年內投入使用,預計首次將用於ESA的Argonaut登月任務以及未來的深太空任務。
 
負責這項計畫的Tim Tinsley教授表示:「過去的50年裡的太空任務是使用鈽-238來防止飛行器結凍,但鈽-238的供應十分有限。我們已經在NNL確定有大量儲備的鋂-241,這種放射性同位素與鈽-238的特性類似,對英國發展太空技術的野心具有改變遊戲規則的潛力。」
 
英國太空署CEO Paul Bate認為,鋂太空電池的創造為太空任務產生創新助力方法,將使月球及火星探索能持續更長的時間,也使得英國成為世界上唯一有能力生產鈽替代品的國家,以此擺脫對全球有限太空供應的依賴。此外,英國太空署也致力於維持太空活動的永續性,這項技術利用原本未使用的廢鈽副產品,而不會產生額外的廢料。(892字)
 
 
參考資料:
UK Space Agency and National Nuclear Laboratory to collaborate on world’s first space battery powered by British fuel. National Nuclear Laboratory, 2022/12/9.
UK generates usable electricity from americium. World Nuclear News, 2019/5/3.


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