Plutobilder med hjälp av plutonium!

tn-p_lorri_fullframe_colorHäromdagen lärde jag mig att grundämnet plutonium faktiskt har fått sitt namn efter planeten (eller, ja, dvärgplaneten) Pluto. Jag ville kolla upp det och hittade en intressant artikel om grundämnets historia och etymologi, där jag läste det som kanske borde ha varit uppenbart för den som tittat närmare på det periodiska systemet: uran, neptunium och plutonium är alla uppkallade efter planeter som var de senast upptäckta.

Det är en vacker symmetri i det att instrumenten på rymdsonden New Horizons som nu har passerat Pluto, ackompanjerad av folkets jubel, får ström till sina instrument med hjälp av just plutonium. Nu har de flesta av oss sett den vackra färgbilden med det hjärtformade ljusa området, och fler bilder och mer data kommer att fortsätta komma in under mer än ett år framöver om allt funkar som det ska. Alltihop drivet av värmen från plutonium-238, som sönderfaller genom att skicka ut en liten bunt av två protoner och två neutroner — en alfapartikel.

Alfapartiklar bromsas in väldigt effektivt när de stöter på något material, tumregeln är att de stoppas av ett pappersark, och då värms materialet upp. Sedan genereras ström direkt ur temperaturskillnaden mellan den uppvärmda delen och en svalare del på utsidan. Tricket är att koppla samman olika material som svarar på temperaturskillnaden på olika sätt (och unyttja något som kallas Seebeck-effekten).

För de flesta satelliter och rymdsonder är solceller ett bra sätt att generera den kraft som behövs för att driva de instrument som finns ombord. New Horizons och andra sonder som ska fungera under lång tid och långt från solen behöver en annan kraftkälla, och det är därför de får med sig en sådan radioisotopgenerator.

Det här är en sorts kärnenergi utan reaktor, nukleär elproduktion utan den där kedjereaktionen av kärnklyvningar som används i ett kärnkraftverk. (Kärnreaktorer har också skickats ut i rymden, särskilt av Sovjet/Ryssland, men det är en helt annan historia. Tillägg: delar av den historien finns i artikeln ”Ryssarnas planer på kärnfarkoster” från Populär Astronomi nr 4/2011 (PDF).)

Det kärnsönderfallsdrivna  termoelektriska kraftaggregatet i New Horizons. Resten av sonden i bakgrunden. Bild: NASA.

Det kärnsönderfallsdrivna termoelektriska kraftaggregatet i New Horizons. Resten av sonden i bakgrunden. Bild: NASA.

Det här med tillgången Pu-238 verkar vara lite av ett problem. USA förlitade sig ett tag på import från Ryssland, men beslöt för några år sen att ta upp produktionen igen. Det här är en isotop som det inte går att göra vapen av, så det är inte känsligt på det sättet, men det finns förstås andra begränsningar.

Det finns så mycket jag blir nyfiken på. Hur tillverkas isotopen? Vilka andra alternativ finns och vad är för- och nackdelar med dem? Vilka är de politiska ramarna? Det finns ju avtal och riktlinjer för hur kärnteknik får användas och vad som får skickas ut i rymden, som jag inte vet just något alls om. Jag har öppnat en lång rad flikar i min webbläsare med mer information, men jag måste nog stänga dem nu och inse att detta inte är rätta tidpunkten för mig att läsa in mig på detta. (Det finns ju saker som behöver göras! Betalt arbete, tvätt, mat, och så vidare. Eländes opraktiskt.)

Ett tillägg till: efter att jag skrev detta har det kommit upp en rolig YouTube-video.

Tillägg 11/10: hittade en bra artikeln från Scientific American som utreder situationen just nu. NASA har ca 17 kg Pu-238, men håller på att producera mer genom att bestråla Neptunium-237 med neutroner. Det går dock lite väl långsamt, och för vissa uppdrag övervägs ifall inte solkraft duger trots allt. Men det finns fortfarande saker som inte riktigt går att göra, på grund av denna brist på rätt plutonium-isotop.

Om åka

Fysiker, sf-fantast, allmän entusiast.
Det här inlägget postades i Astronomi, teknik. Bokmärk permalänken.

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s