【美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站2015年12月22日報(bào)道】美國能源部(DOE)橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)近期成功生產(chǎn)出50克钚-238樣本，這是美國近30年來生產(chǎn)出的首批钚-238。

钚-238是開展空間活動(dòng)所需的放射性同位素電源和熱源的理想燃料。在過去近60年時(shí)間里，美國在23次成功的空間發(fā)射任務(wù)中發(fā)射了24個(gè)共配備42個(gè)放射性同位素電源系統(tǒng)的空間飛行器(例如衛(wèi)星、登月飛船和空間探測器)。這些放射性同位素電源系統(tǒng)均以钚-238為燃料。

美國1988年停止了钚-238的生產(chǎn)，1996年喪失了钚-238的大規(guī)模生產(chǎn)能力。在過去20年中，美國從俄羅斯購買了約40千克钚-238來補(bǔ)充其日漸減少的庫存。但俄羅斯目前也已喪失钚-238的大規(guī)模生產(chǎn)能力，并于2009年取消了與美國簽署的钚-238購銷合同。

美國目前僅有35千克(約77磅)钚-238可供美國航空航天局(NASA)使用，且其中只有一半可以滿足作為放射性同位素電源的要求。這一數(shù)量僅能滿足航空航天局在21世紀(jì)20年代中葉之前擬開展2至3次空間探索任務(wù)的需求。

作為钚-238的唯一用戶，航空航天局從2014年開始每年向能源部(DOE)提供約1500萬美元，以幫助其恢復(fù)钚-238的生產(chǎn)能力。

經(jīng)過努力，能源部已恢復(fù)了钚-238的生產(chǎn)能力，并成功生產(chǎn)出首批產(chǎn)品。這一生產(chǎn)過程包括：

首先，愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室(INL)將其庫存的镎-237運(yùn)至橡樹嶺;

工程技術(shù)人員將氧化镎與鋁混合，并將混合物壓制成高密度芯塊;

在橡樹嶺的高通量同位素反應(yīng)堆(HFIR)輻照芯塊，從而生成镎-238;镎-238會(huì)快速衰變，從而產(chǎn)生钚-238;

溶解輻照后的芯塊，并使用化學(xué)工藝將钚與镎分離;

將分離出來的钚轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸镄螒B(tài)，運(yùn)至洛斯˙阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室(LANL)貯存，直至制成用于執(zhí)行空間探索任務(wù)的產(chǎn)品;

分離的镎將循環(huán)使用，以生產(chǎn)更多的钚-238。

在生產(chǎn)出首批钚產(chǎn)品后，研究人員表示未來將對產(chǎn)品進(jìn)行分析，以確定其純度以及钚-238的含量，然后再分析生產(chǎn)工藝，并逐步提升工藝的產(chǎn)能。

在航空航天局的持續(xù)資助下，橡樹嶺和愛達(dá)荷將繼續(xù)努力，提升钚-238產(chǎn)能：先達(dá)到每年生產(chǎn)300～400克的產(chǎn)能，然后逐步提升至平均每年生產(chǎn)1.5千克。