Mini-plutoniumbatterij met hoge prestaties op lange termijn: NASA wil nog meer

We kennen het van de videogameserie "Fallout". Hier wordt elke auto aangedreven door een kernsplijtingsmotor, wat in de loop van het spel herhaaldelijk leidt tot verwoestende explosies en veel vrijkomende straling.

Het is dan ook niet verwonderlijk dat thermo-elektrische radio-isotopengeneratoren (RTG) alleen ver weg van bewoonde gebieden worden gebruikt, om precies te zijn op missies naar de buitenplaneten. Plutionium-238 is immers een krachtige alfastraler met een halveringstijd van iets minder dan 90 jaar.

Het zou een bijzonder dodelijk element zijn, vooral bij direct contact, d.w.z. in de voedselketen. Het zou ook gebruikt kunnen worden om een kettingreactie te creëren, d.w.z. om uiteindelijk een kernbom te maken.

Het is maar goed dat alfastraling met weinig moeite geblokkeerd kan worden, zodat Pu-238 praktisch gebruikt kan worden. Hiervoor onze planeet verlaten, is waarschijnlijk geen slecht idee.

Een batterij op basis van plutonium zet de uitgezonden energie om in energie in de vorm van infrarood licht. Zulke RTG's waren vroeger vrij zwaar, maar konden tegelijkertijd slechts een paar watt elektriciteit leveren. De eenvoudige reden hiervoor is dat het niet aan te raden is om te veel Pu-238 te combineren, omdat dit onvoorspelbare en oncontroleerbare kernsplijtingsprocessen op gang zou kunnen brengen.

NASA heeft daarom geprobeerd om de efficiëntie te verhogen met een vooraf gedefinieerde limiet, wat opmerkelijk succesvol was in de eerste onderzoeken. De nieuwe batterij kan 8 watt elektriciteit opwekken uit iets meer dan 100 gram Pu-238 - en kan dit tientallen jaren stabiel doen. Het enige dat nodig is, is een oppervlak van iets minder dan 30 bij 30 centimeter (één bij één voet) om het infrarode licht uit te stralen.

De tweede fase van het onderzoek moet nu verdere verbeteringen brengen. Momenteel is de plutoniumbatterij bijna vijf keer zo efficiënt als zijn voorgangers. Met het gebruik van verbeterde materialen zou een verdere verhoging met dezelfde factor mogelijk moeten zijn.

Bovenal zou dit dan leiden tot een verdere verkleining van de structuur om satellieten die het zonder zonlicht moeten stellen zo klein en licht mogelijk te kunnen bouwen. De stroomvoorziening voor elektronica en extra meetinstrumenten zou dan nog steeds over een enorm lange periode gegarandeerd zijn.

Hoewel de prestatiewaarden van zo'n batterij waarschijnlijk absoluut indrukwekkend zullen zijn, bestaat er altijd een risico dat de satelliet, de energiebron en Pu-238 direct terugvallen op het aardoppervlak. En als dat gebeurt, zou dat in zo klein mogelijke doses moeten zijn, die anders beter bij Saturnus, Neptunus of in de Oortwolk terecht zouden komen.