Khi Nhật Bản tiếp tục mở rộng ranh giới của hoạt động thám hiểm không gian, việc phát triển loại pin hạt nhân này có tiềm năng to lớn cho các sứ mệnh trong tương lai.
Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Nhật Bản (JAEA) cho biết, họ đã bắt đầu phát triển một loại pin hạt nhân nhỏ nhưng có sức mạnh đáng kinh ngạc, có thể chuyển đổi nhiệt phân rã của một loại chất thải phóng xạ thành điện để sử dụng làm nguồn năng lượng trong các tàu thăm dò không gian.
Masahide Takano, Trưởng nhóm nghiên cứu của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Nhật Bản (JAEA), chỉ ra kế hoạch sử dụng americium trong các loại pin nhỏ cho tàu thăm dò không gian. Ảnh: Japantimes
Trọng tâm của công nghệ pin mang tính cách mạng này là americium, một nguyên tố phóng xạ có nguồn gốc từ sự phân rã của plutonium trong nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.
Bằng cách khai thác sức mạnh của chất thải phóng xạ, loại pin hạt nhân tiên tiến này được thiết kế để cung cấp năng lượng cho các tàu thăm dò không gian trong hơn 100 năm, cung cấp một giải pháp thay thế đáng tin cậy cho năng lượng mặt trời ở những vùng không gian nơi ánh sáng mặt trời khan hiếm.
JAEA đặt mục tiêu hoàn thành nguyên mẫu vào đầu năm 2029 thông qua quan hệ đối tác với các tổ chức, bao gồm Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Tiên tiến Quốc gia (AIST) trực thuộc chính phủ.
Americium – không giống như plutonium, phải đối mặt với các hạn chế pháp lý nghiêm ngặt ở Nhật Bản – mang đến một giải pháp thay thế khả thi để cung cấp năng lượng cho các tàu thăm dò không gian, hứa hẹn biến tiềm năng khám phá các tiểu hành tinh, hành tinh xa xôi và mặt tối của Mặt Trăng trở nên ngày càng khả thi.
"Nếu được đưa vào sử dụng thực tế, pin americium có thể được sử dụng gần như vĩnh viễn làm nguồn điện cho các thiết bị liên lạc và cảm biến của tàu thăm dò vũ trụ", ông Masahide Takano, nhà nghiên cứu cao cấp tại Trung tâm phát triển NXR của JAEA cho biết. . Ảnh: NASA
Để đảm bảo nguồn cung cấp americium ổn định cho dự án pin hạt nhân của mình, JAEA đã đưa ra một phương pháp để chiết xuất nguyên tố này từ nhiên liệu oxit hỗn hợp urani-plutonium (MOX).
Nhiên liệu này hiện đã có sẵn trong phạm vi sở hữu của JAEA, đóng vai trò là nguồn tài nguyên quan trọng cho quá trình chiết xuất americium.
Mỹ đã sử dụng pin hạt nhân sử dụng plutonium từ những năm 1960, lắp đặt chúng trên tàu thăm dò liên sao Voyager và các máy móc khác.
Plutonium tạo ra nhiệt phân rã cao, hoặc nhiệt giải phóng do phân rã phóng xạ, khiến nó trở nên tối ưu để phát điện. Nhưng Nhật Bản có những hạn chế pháp lý nghiêm ngặt về việc xử lý và vận chuyển nguyên tố này.
