Как атомная энергия поможет покорить космос

Поиск новых технологий, обеспечивающих возможность дальних космических полетов, во многом сосредоточен в области ядерной энергии. Россия занимает лидирующие позиции в трех перспективных направлениях: применение америция-241 в радиоизотопных термоэлектрических генераторах, ядерный космический источник энергии мегаваттного класса, «ядерная батарейка» на никеле-63. Подробности в очередном выпуске информационного бюллетеня ИСИЭЗ НИУ ВШЭ «Глобальные технологические тренды».

Практически все знания об удаленных от Солнца планетах люди получили благодаря использованию плутония-238. Совсем небольшого количества этого высокорадиоактивного вещества хватает для обеспечения космических зондов энергией на целые десятилетия. Однако его наработанные запасы почти исчерпаны, производство дорого и приводит к образованию большого количества радиоактивных отходов.

Решением «плутониевой проблемы» может стать применение америция-241 (Am-241) в радиоизотопных термоэлектрических генераторах (РИТЭГ). В отличие от ядерных реакторов, использующих управляемую цепную реакцию, в этих устройствах тепло распада ядер преобразуется в электрическую энергию с помощью термоэлектрогенератора. В качестве топлива для космических зондов америций-241 — более доступный материал.

РИТЭГ на его основе  имеют долгий жизненный цикл: период полураспада Am-241 составляет 432 года (у Pu-238 — 88 лет), что позволяет осуществлять сверхдлительные автономные космические миссии по исследованию ближайших звезд. В то же время энергетическая плотность данного изотопа в 4 раза меньше, чем у плутония, соответственно, для достижения необходимой мощности топлива нужно больше.

Другие тренды в обзоре:

• ядерный космический источник энергии мегаваттного класса

• «ядерная батарейка» на никеле-63
  
  

Полная версия трендлеттера: Энергоэффективность и энергосбережение: ядерные источники для космоса. Есть версия для печати.

Предыдущие выпуски:

№ 4 (27) 2016: «Умные» ткани для разных сфер жизни
№ 3 (26) 2016: Новые технологии для устойчивого рыбного хозяйства
№ 2 (25) 2016: Ассистивные медицинские технологии
№ 1 (24) 2016: Защита данных в интеллектуальных системах
№ 17 (23) 2015: Производство ракетно-космической техники становится серийным
№ 16 (22) 2015: Сортировать мусор будут роботы
№ 15 (21) 2015: Еда как источник здоровья
№ 14 (20) 2015: Наноуглеродная основа высокотехнологичного будущего
№ 13 (19) 2015: «Роевой интеллект» технических систем
№ 12 (18) 2015: Наноразмерные мембраны и катализаторы обеспечат «зеленое» будущее
№ 11 (17) 2015: Гибкие решения в современной ядерной энергетике
№ 10 (16) 2015: Новая диагностика и терапия: индивидуальный подход на клеточном уровне
№ 9 (15) 2015: Cельское хозяйство перемещается в небоскребы
№ 8 (14) 2015: Энергетический разворот к Cолнцу
№ 7 (13) 2015: «Умная» инфраструктура для внегородских магистралей
№ 6 (12) 2015: Ферменты на службе у медицины: применение для молекулярной диагностики и генной инженерии
№ 5 (11) 2015: Здравоохранение становится все более ИКТ-зависимым
№ 4 (10) 2015: Новые технологии для лесного сектора
№ 3 (9) 2015: Наукоемкие материалы для новой электроники и энергетики
№ 2 (8) 2015: Медицина будущего: технологии генетической инженерии для создания высокоспецифичных лекарств и инструментов молекулярной диагностики
№ 1 (7) 2015: Эффективные технологии для тепловой энергетики
№ 6 2014: К 2030 году самолеты станут более экологичными
№ 5 2014: Круговорот возобновляемого сырья: биодизель из микроводорослей, биоразлагаемая полимерная упаковка, электроэнергия из органических отходов
№ 4 2014: «Умные» энергосети повысят эффективность российской энергосистемы
№ 3 2014: Каршеринг с децентрализованной инфраструктурой и беспилотные автомобили помогут победить пробки
№ 2 2014: Россия в Арктике: прочные морские платформы, новые ледоколы и извлечение метана из газогидратов
№ 1 2014: Аптамеры РНК, микрочипы под кожу и карманные биосенсоры