Trong bối cảnh khám phá vũ trụ ngày càng mở rộng, NASA đang nỗ lực phát triển một hệ thống cung cấp năng lượng mới cho các tàu vũ trụ. Công nghệ pin hạt nhân mới này sử dụng đồng vị americium-241, với chu kỳ bán rã ấn tượng lên đến 433 năm, hứa hẹn sẽ mang lại những bước tiến vượt bậc trong các nhiệm vụ không gian.
Cúc nhỏ chứa 141 nanogram đồng vị americium-241. Ảnh: Wikipedia
Mặc dù NASA vẫn đang tìm kiếm giải pháp cho việc duy trì hoạt động của tàu vũ trụ ở khoảng cách xa Trái Đất, nhưng việc áp dụng đồng vị americium-241 trong pin hạt nhân có thể là một bước đột phá. Theo thông tin từ các chuyên gia, loại pin này có khả năng kéo dài thời gian hoạt động của tàu vũ trụ, giúp chúng có thể thực hiện các nhiệm vụ dài hạn hơn.
NASA đã sử dụng công nghệ năng lượng đồng vị phóng xạ (RPS) từ những năm 1960, cung cấp điện cho nhiều sứ mệnh quan trọng như tàu Voyager, New Horizons, và robot Curiosity. Đồng vị phóng xạ, mặc dù không ổn định, nhưng chính sự phân rã của nó tạo ra nhiệt năng cần thiết để duy trì hoạt động của pin.
Trước đây, NASA chủ yếu sử dụng plutonium-238 làm nhiên liệu cho các hệ thống năng lượng. Tuy nhiên, với chu kỳ bán rã chỉ khoảng 88 năm, các nhà nghiên cứu đang xem xét việc chuyển sang sử dụng americium-241 cho các nhiệm vụ trong tương lai. Với chu kỳ bán rã lên đến 433 năm, đồng vị này có thể giúp các tàu vũ trụ khám phá những vùng không gian xa xôi mà trước đây chưa thể tiếp cận.
Để được sử dụng trong các nhiệm vụ không gian, đồng vị phóng xạ phải đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của NASA. Điều này bao gồm việc đảm bảo rằng chúng không độc hại cho con người và không dễ dàng bị hấp thụ vào cơ thể. Do đó, nhiên liệu thường được chế tạo dưới dạng gốm, giúp giảm thiểu nguy cơ nếu có sự cố xảy ra. Hơn nữa, các thiết bị trên tàu vũ trụ cần được bảo vệ, vì vậy đồng vị phóng xạ phải có chu kỳ bán rã dài, ổn định ở nhiệt độ cao và tạo ra nhiệt lượng lớn từ một lượng nhỏ.
Trước đây, plutonium-238 là lựa chọn duy nhất đáp ứng các yêu cầu này. Tuy nhiên, vào tháng 1 vừa qua, NASA đã hợp tác với Đại học Leicester để thử nghiệm americium-241. Họ cũng đang nghiên cứu các phương pháp tối ưu để chuyển đổi năng lượng từ loại nhiên liệu này, thay vì chỉ sử dụng hệ thống truyền thống.
Hiện tại, plutonium-238 đang được sản xuất tại một số phòng thí nghiệm quốc gia, trong khi quy trình sản xuất americium-241 đang được cải tiến để nâng cao hiệu quả và an toàn. Những nỗ lực này không chỉ mở ra cơ hội cho các sứ mệnh không gian trong tương lai mà còn góp phần vào sự phát triển của công nghệ năng lượng bền vững.
An Khang (Theo Popular Mechanics)
