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USA stellen wieder Plutonium-238 her
von Stefan Deiters
astronews.com
28. Dezember 2015
Missionen in die äußeren Regionen unseres Planetensystems
sind auf sogenannte Radionuklidbatterien zur Energieversorgung angewiesen. Für
diese benötigt man Plutonium-238, das seit Ende der 1980er Jahre in den USA
nicht mehr hergestellt wurde und von dem es nur noch Restbestände gibt. Nun
wurde erstmals wieder Plutonium-238 erzeugt.
Am Oak Ridge National Laboratory wurden jetzt
50 Gramm Plutonium-238 produziert.
Foto: Department of Energy's Oak Ridge
National Laboratory [Großansicht] |
Ab einer bestimmten Entfernung von der Sonne, reicht die Energie unseres
Zentralsterns einfach nicht mehr aus, um Raumsonden mithilfe von Solarzellen mit
Strom zu versorgen. Und auch Marsrover haben immer wieder Probleme, wenn sie auf
Strom aus Solarzellen angewiesen sind, weil diese im Laufe der Mission von einer
immer dickeren Staubschicht überzogen werden.
Der Marsrover Curiosity und Missionen wie die der Saturnsonde Cassini
oder der Plutosonde New Horizons führen daher zur Energieversorgung eine sogenannte
Radionuklidbatterie mit. Der Begriff "Batterie" ist dabei etwas irreführend,
handelt es sich doch um einen Generator, der Wärmeenergie, die beim Zerfall des
radioaktiven Isotops Plutonium-238 entsteht, in elektrische Energie umwandelt.
Den Einsatz solcher "Batterien" sehen manche daher auch mit einer gewissen
Sorge: Auf diese Weise mit Strom versorgte Sonden werden schließlich auch mit
einer Rakete ins All gestartet und könnten dabei theoretisch explodieren,
wodurch dann radioaktives Material in die Umwelt gelangen könnte.
In der Raumfahrt gilt der Einsatz von Radionuklidbatterien für bestimmte
Missionen allerdings als alternativlos und als in jeder Missionsphase
beherrschbar. Trotzdem bestand die Gefahr, dass bald
die letzte mit einer Radionuklidbatterie versehene Sonde starten wird: Die
Vorräte an Plutonium-238 gehen nämlich langsam zur Neige. Aktuell gibt es nur
noch rund 35 Kilogramm dieses radioaktiven Materials, was noch etwa für zwei
bis drei NASA-Missionen ausreichen wird. Die Erzeugung von Plutonium-238 war Ende der
1980er Jahre eingestellt worden.
Da absehbar war, dass der Bedarf an Plutonium-238 bald nicht mehr zu decken
sein wird, hatte die NASA vor zwei Jahren begonnen, das Office of Nuclear Energy
des amerikanischen Energieministeriums mit rund 15 Millionen US-Dollar pro Jahr
zu unterstützen, um die Fähigkeit zurückzugewinnen, für Raumfahrtmissionen
verwendbares Plutonium-238 herzustellen.
Kurz vor Weihnachten meldete nun das Oak Ridge National Laboratory einen ersten
Erfolg: Es produzierte 50 Gramm Plutonium-238 und zeigte damit, dass man in den
USA dieses radioaktive Isotop wieder produzieren kann - nach einer Pause von
über 30 Jahren.
Die Probe soll nun auf ihre Reinheit und Verwendbarkeit untersucht werden, bevor
mit einer umfangreicheren Herstellung des Stoffes begonnen wird.
"Wenn wir den Prozess automatisiert haben und ihn in einem größeren Umfang
durchführen können, wird das Land über weitreichende Produktionsmöglichkeiten
für Energiesysteme auf Radioisotopenbasis verfügen, wie sie etwa bei der
Erforschung des weiteren Sonnensystems benötigt werden", so Bob Wham, der das
Projekt für die Abteilung "Nukleare Sicherheit und Isotopentechnologien" des
Laboratoriums geleitet hat.
Am Oak Ridge National Laboratory rechnet man damit, dass künftig zunächst 300
bis 400 Gramm Plutonium-238 pro Jahr und schließlich bis zu 1,5 Kilogramm pro
Jahr erzeugt werden können, um so den Bedarf der NASA auch langfristig zu
sichern. Die nächste NASA-Mission, die über einen Radioisotopengenerator
verfügen wird, ist der Curiosity-Nachfolger, der Mars 2020 Rover, dessen Start
im Juli 2020 geplant ist.
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