美国近30年来首次生产出钚-238



美国近30年来首次生产出钚-238

【美国橡树岭国家实验室网站2015年12月22日报道】 美国能源部（DOE）橡树岭国家实验室（ORNL）近期成功生产出50克钚-238样本，这是美国近30年来生产的首批钚-238。

钚-238是开展空间活动所需的放射性同位素电源和热源的理想燃料。过去近60年中，美国在23次成功的空间发射任务中发射了24个共配备42个放射性同位素电源系统的空间飞行器（例如卫星、登月飞船和空间探测器）。这些放射性同位素电源系统均以钚-238为燃料（详见本刊2012年第10期相关报道）。

美国1988年停止了钚-238的生产。从1992年开始，美国开始利用俄罗斯提供的钚-238来补充其日渐减少的库存。但根据相关协议，俄提供的钚-238不能被用于国家安全目的。俄2009年9月通报美能源部，不准备根据当时的美俄政府间协议继续提供钚-238；如果未来需要继续提供，则需要签署新的政府间协议。

美国目前仅有35千克（约77磅）钚-238可供航空航天局（NASA）使用，且其中只有一半可以满足作为放射性同位素电源的要求。这一数量仅能满足航空航天局在21世纪20年代中叶之前拟开展的2至3次空间探索任务的需求。

作为钚-238的唯一用户，航空航天局从2014年开始每年向能源部提供约1500万美元，以帮助其恢复钚-238的生产能力。

经过努力，能源部已恢复钚-238的生产能力，并成功生产出首批产品。这一生产过程包括：

·首先，爱达荷国家实验室（INL）将其库存的镎-237运至橡树岭；

·工程技术人员将氧化镎与铝混合，并将混合物压制成高密度芯块；

·在橡树岭的高通量同位素反应堆（HFIR）辐照芯块，从而生成镎-238；镎-238会快速衰变，从而产生钚-238；

·溶解辐照后的芯块，并使用化学工艺将钚与镎分离；

·将分离出来的钚转变为氧化物形态，运至洛斯·阿拉莫斯国家实验室（LANL）贮存，直至制成用于执行空间探索任务的产品；

·分离出来的镎将循环使用，以生产更多的钚-238。

在生产出首批钚产品后，研究人员表示未来将对产品进行分析，以确定其纯度以及钚-238的含量；然后再分析生产工艺，并逐步提升工艺的产能。

在航空航天局的持续资助下，橡树岭和爱达荷将继续努力，提升钚-238产能：先达到每年生产300～400克，然后逐步提升至年均生产1.5千克。

（伍浩松译 赵 宏校）