宇宙探査機の燃料となるプルトニウム238、2020年には枯渇する可能性 48
ストーリー by hylom
生産するんじゃなかったの？ 部門より
生産するんじゃなかったの？ 部門より
danceman 曰く、
宇宙船のバッテリーに使用されるプルトニウム238が2020年頃までに枯渇しそう、という話が出ている。太陽光発電では出力が不足し、化学電池は持続時間が短く、核分裂システムは重すぎるなどほかのエネルギー源には問題があり、宇宙探査の未来に暗い影を落とし始めているという（本家/.、Wired記事）。
1977年に打ち上げられたボイジャー1号、土星探査機カッシーニ、木星探査機ガリレオ、現在も火星探査を続けるキュリオシティーのいずれもプルトニウム238を燃料にしている。たとえばボイジャー1号においては、燃料が尽きるのは2025年とされており、このように宇宙探査機が長期間宇宙を旅することが可能なのも、プルトニウム238を燃料とする原子力電池を搭載しているからだ。
たとえばキュリオシティーの電池にはおよそ4.5キログラムのプルトニウム238燃料が含まれているが、現在米国で科学分野で利用できるプルトニウム238備蓄量はたったの16キログラム程度だという。これは米国に限ったことではなく、世界的にも使用できるプルトニウム238は枯渇しているそうだ
実際作るとかみたいですが？ (スコア:5, 興味深い)
どうなの？
米国で25年ぶりプルトニウム生産再開、宇宙探査機向けに | ワールド | 米国 | Reuters
http://jp.reuters.com/article/jpUSpolitics/idJPTYE92I03K20130319 [reuters.com]
ＮＡＳＡとエネルギー省は、年間１．５─２キロのプルトニウム２３８を生産する計画。
また、ＮＡＳＡは従来の４倍のエネルギーを生み出せる発電装置も開発中で、２０１６年にも完成する予定だという。
---
パンが無ければじゃがいもで
Re:実際作るとかみたいですが？ (スコア:2, 興味深い)
日本も大型の未臨界炉を建設すれば作れるんじゃないの？
未臨界炉自体は放射能対策や廃炉技術の開発に必要なものだから核融合炉より緊急性のあるものだと思うんだけど。
福島事故直後も熊取の未臨界炉が活躍してましたよね。
どっちかというと某助教の方が有名になりましたけど。
Re:実際作るとかみたいですが？ (スコア:1)
Dancemanの謎の要約基準で、記事の導入部以外がごっそり落ちてまっているのでタレこみだけだとわかりませんが元記事には米国内で作る準備について書かれてます。
他にも、米国で作らなくなってからはロシアが輸出国になっていて米国も買っていたが最近はロシアは売ってくれなくなったこと、2005年の米国内の残量と宇宙開発向けの利用比率とかの話も出ています。
Re: (スコア:0)
> パンが無ければじゃがいもで
プルトニウムは給食に入ってる [togetter.com]くらいありふれてるみたいですよ。
他の放射性同位体も選択肢に色々あるけど (スコア:3)
Re: 他の放射性同位体も選択肢に色々あるけど (スコア:2)
α崩壊する238Pu（5.6MeV）と違って、90Srってβ崩壊(550keV)なので崩壊エネルギー低くない？
とおもったら、娘核種の90Yがすぐ崩壊（半減期64h）し、エネルギーも結構でかい(2.2MeV)のか。
＃もっとも、2.2MeVのβ線なんて遮蔽抜けちゃうから熱にならないかも。その点α線はすぐ止まるから効率いいのか？
Re: (スコア:0)
137Csはγ線源なのでエネルギーを得るのは難しいと思う。
β線源の90Srの方がまだ使えそう
90Srが約1億Bq/kg含まれる汚染水が8月時点で43万トンあるので、総量は4.3×1016Bq
90Sr 1gで5兆Bqなので全量濃縮できるなら8.6kgの90Srが得られる。
＃人間の健康に対しては恐ろしく高い濃度だが、資源にするにはあまりに薄すぎるか？
燃料 (スコア:2)
# ふつー、熱源、動力源、エネルギー源、辺りが妥当かと…。
名前の元が、格下げされたからかなぁ。 (スコア:1)
なくなりそうなら (スコア:0)
作ればいいのに。
Re:なくなりそうなら (スコア:5, 参考になる)
Re: (スコア:0)
半減期的にはアメリシウム241で代用できないのかな・・・？
Re:なくなりそうなら (スコア:2)
232U（半減期68.9年)とかでもいけそうな気がするんだけど
α崩壊する割合とかが低いのかな。
＃高速増殖炉で大量にできたはず。
日本にいっぱいあるんじゃないの？ (スコア:0)
なんか種類が違うの？
アメリカさんいっぱいあげちゃうよーと輸出しちゃえばいいんじゃないの？
Re: (スコア:0)
Re:日本にいっぱいあるんじゃないの？ (スコア:1)
実際、基になる使用済み核燃料は恐ろしいほどの量が原子力発電所の上の階の方のプールにあって今度津波に襲われたらどうなるかと危惧されてるし、
六ケ所村の再処理施設も（度重なる失敗や事故で）稼働が絶望的なんだから使用済み燃料ごと米国に売りつけたらいいのではないですかね。
http://www.cnic.jp/modules/radioactivity/index.php/22.html [www.cnic.jp]
使用済み核燃料の中のプルトニウムの中の5%がコレで、そのまま分離するのが無理だからネプツニウム２３７を分離して原子炉で放射線ぶつける必要がありますが。
Re: (スコア:0)
いや、プルトニウム自体はあっても、238を作りだす量が世界的に減ってるという話だと思うが。
Re: (スコア:0)
数字がちっょと違うだけなら、化学反応で簡単にどうにでもなるでしょ
Re:日本にいっぱいあるんじゃないの？ (スコア:2)
Re:日本にいっぱいあるんじゃないの？ (スコア:1)
同位体は化学的性質が同じなので化学的手法による分離はできません。
＃厳密に言えば化学的性質もちょっと違うけどね。ｃｆ．同位体効果。
Re: (スコア:0)
わざわざ｢化学反応｣って書いてるんだからネタじゃないのかなぁ…
どこまで本気かあまりにも分からなくて怖いね
Re: (スコア:0)
でも、重さが違うんでしょう?
Re:日本にいっぱいあるんじゃないの？ (スコア:1)
1/238しか違わないだろ。
重い元素の同位体分離は差が少なくて難しいんだよ。
Re: (スコア:0)
本気でそう思ってる人間がいそうで怖い
軍事目的用のは結構余ってたりする？ (スコア:0)
＞現在米国で科学分野で利用できるプルトニウム238備蓄量はたったの16キログラム程度だという
Re: (スコア:0)
まあなんか気になる言い回しですよね。
元記事ではさらっと"scientific (stock pile)"と書いてあるだけなので、
言外に軍事用途は別にしてとかそういうことをことさら言いたい雰囲気はないと思います。
Re: (スコア:0)
米軍に分けてもらうっていうわけにはいかないのかな。
Re: (スコア:0)
釣り針にしてはでかいけど、マジでそう思ってそうで怖いね
Re: (スコア:0)
ボケなのか無知なのか教えてください
Re: (スコア:0)
増殖炉を使う場合はそうかもしれんが、そんなものを打ち上げる
能力はロケットにはないので、宇宙機器では単に放射線源として
変換装置と共に電池として使われる。
Re: (スコア:0)
増殖炉使おうがどうしようが、無限になるわけ無いわな。
Re:あれれー (スコア:1)
それでも桜木武士（ラジヲマン） なら！
らじゃったのだ
Re: (スコア:0)
進行波電池なら使用中のプルトニウムは少量だが。
放射線がきつそうだから、遮蔽が大事だ。
Re: (スコア:0)
失敗、熱伝対他でエネルギーを取り出していても、原子核崩壊エネルギー利用でなければ、原子炉でした。
だから、進行波炉ですね。
Re: (スコア:0)
ホンダ車のカスタムパーツにプルトニウム電池！？
Re: (スコア:0)
永久機関かっ！(~_~)
Re: (スコア:0)
日本じゃ政治的理由で原子力電池使えないから、ソーラー電力セイルで巨大な太陽電池パネルにして木星圏探査しよう、とかいう無茶な案が出てくるんですよ。
目的と手段が混同するのは日本宇宙開発のお家芸とは言えこれは…。
Re: (スコア:0)
いっそレーザー推進恒星間宇宙船の技術開発の第一歩として、太陽光励起レーザーによるレーザー発電でも使って欲しい所
発電のみに使ってイオンエンジン推進ってのから、レーザー推進へってステップを
Re: (スコア:0)
上によって作られたむちゃな制約があると燃えるお国柄な気がします
Re: (スコア:0)
すでにNASAの木星探査機ジュノー [wikipedia.org]が巨大な太陽電池パネルを搭載して、原子力電池なしでの木星探査に挑もうとしてるけど、どこが無茶なの？
Re:反原発界隈の人が騒ぐのかな (スコア:1)
ジュノーは重量3.6tもある大型の探査機です。
一方、JAXAの探査機、例えばはやぶさ、あかつき、のぞみはいずれも0.5t程度で、全然大きさが違います。
JAXAは予算が少ないので、小さい探査機で頑張らないといけません。
畢竟、0.5tの衛星にジュノーなみの性能の太陽電池を搭載せねば、というような話になって無茶が生じてきます。
原子力電池なら無理なく衛星を軽量化できるので、しがらみが無ければ普通そうするよね、ってことです。
Re: (スコア:0)
> 普通そうするよね
しないって。
費用の話をするなら、原子力電池のPu238を生成するにはNp237を核分裂させる必要があるのだが、そのための施設を建設するのにどれだけの費用が掛かるのかね？
その施設はいつまでに完成できるの？
しかも他に使い道がないときていると。
それなら、太陽電池のほうが民生用に生かせる点でコストの面で有利だろ。
> 0.5t程度
日本の探査機の質量が小さかったのは、推力の小さいM-Vロケットで打ち上げる前提だったから。
あかつきはH2Aロケットで打ち上げたが、機体設計をはやぶさから引き継いだためだ。
いまならジュノーを打ち上げたAtlasV 551 (18,814 kg) と同等の打ち上げ能力を持つH2Bロケット(LEO:19,000kg)
も使えるから、ジュノーと同等の質量の探査機をJAXAは打ち上げ可能だぜ。
Re:反原発界隈の人が騒ぐのかな (スコア:1)
いまんとこニッチな用途だし、誰が自前で生産しろとか言いました？
アメリカさんが売ってくれるならそれで良し。
現状のように国際的に不足しているなら、
生産のための国際共同施設への出資ぐらいなら現実的な費用に収まるんじゃないかな。
もちろん、原子力電池に対する日本人の宗教的問題が解決すればだけど。
Re: (スコア:0)
推進力は太陽帆（つまりは帆船、太陽風そのものを動力源、移動には電力つかわない）、で、他に必要な電力は同じセイルから
太陽電池パネルってできないのかね。
Re: (スコア:0)
ソーラー電力セイルってまさにそういうものでは