Đây là vật liệu phóng xạ dùng để cung cấp năng lượng nhiệt điện cho các con tàu, đặc biệt là những tàu đi cực xa như New Horizons (đã qua khỏi sao Diêm Vương), Voyagers (hai tàu đã vượt ra khỏi Hệ mặt trời và đi vào không gian liên sao), Cassini (đang ở vành đai sao Thổ).

Năng lượng phóng xạ đáng tin cậy

Khi Pu-238 bán rã và sinh ra nhiệt năng, một thiết bị gọi là “Máy phát nhiệt điện bức xạ” sẽ thu nhận nhiệt năng của Pu-238 và chuyển thành điện năng nhờ vào quá trình nhiệt điện.

Do Pu-238 mất nhiều thế kỉ mới nguội trở lại, nhiệt năng của nó là nguồn năng lượng lâu dài cho những tàu thăm dò đi rất xa, đến những nơi mà ánh mặt trời không vươn tới nổi khiến các tấm pin mặt trời trở nên vô dụng.

Pu-238 là vật liệu nhân tạo, cũng là một trong những chất liệu quý hiếm nhất Trái đất. Trên thực tế, người ta đã ngừng sản xuất nó kể từ thời Chiến tranh lạnh bởi sự chấm dứt chạy đua hạt nhân. Do đó NASA chỉ còn đủ nhiên liệu cho 3 tàu thăm dò.

NASA đã lo ngại việc cạn kiệt nguồn cung Pu-238 từ những năm 1990, nhưng họ không thể kêu gọi đầu tư đủ để chế tạo một máy gia tốc lớn để sản xuất.

Đến 2012, với nguồn đầu tư 20 triệu USD mỗi năm, các đối tác của NASA đã hoàn tất giai đoạn nghiên cứu quá trình sản xuất Pu-238 mới, không cần đến các máy gia tốc khổng lồ và tốn kém như thời chiến tranh. Bộ năng lượng Mỹ hy vọng sẽ đáp ứng được nhu cầu 1,5 kg Pu-238 mỗi năm của NASA với chu trình mới bằng các robot hiện đại.

Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge ở Tennessee cho biết họ đã chứng minh được tính hiệu quả của phương pháp mới, có thể nâng cao năng lực sản xuất lên gấp 8 lần so với trước đây nhờ vào một robot tự động.

Khó khăn trong sản xuất Pu-238

Oak Ridge đã sản xuất ra Plutonium cho NASA từ 2015, nhưng chỉ với một lượng nhỏ, khoảng 50 gram. Tuy vậy điều này chứng minh phòng thí nghiệm đã tạo ra công thức và các công cụ có thể chế tạo Pu-238.

Phòng thí nghiệm này cũng đưa ra một tuyên cáo báo chí rằng họ sẵn sàng để sản xuất 400 gram mỗi năm, gấp 8 lần trước đây.

Một tấm Pu-238 cần từ 28 - 36 tháng để sản xuất với nguồn nguyên liệu đầu vào là Neptunium-237. Neptunium-237 được nén thành viên trong các ống nhôm, đưa vào một lò phản ứng hạt nhân đặc biệt tại Oak Ridge tên gọi Lò phản ứng đồng vị thông lượng cao (High Flux Isotope Reactor - HFIR).

Sau vài tháng chịu tác động bởi dòng neutron của lõi lò phản ứng, một phần Neptunium-237 chuyển hóa thành Pu-238 (Pu-239 là nguyên liệu sản xuất bom hạt nhân, nhưng Pu-238 thì không).

Sau khi để vật liệu nguội lại trong nước vài tháng, người ta hòa tan chúng vào acid để tách ra bằng phương pháp hóa học, cuối cùng tinh lọc Pu-238 và thu hồi Neptunium-237 để tái sử dụng.

Tuy nhiên, một phần nhỏ Neptunium-237 phân rã trở thành Protactinium-233. Chất này hoạt động phóng xạ cực mạnh, phóng ra các tia gamma gây chết người. Do đó, thời gian làm việc của công nhân bị giới hạn, chỉ có vài kỹ sư đủ trình độ lẫn kĩ năng để sản xuất Pu-238.

Ngoài ra, sản xuất công nghiệp Pu-238 sẽ cần đến 20.000 - 25.000 viên nén Neptunium mỗi năm. Chưa kể việc làm đi làm lại một công việc tẻ nhạt trong bộ đồ bảo hộ nóng nực khiến người ta có thể phát điên.

Tăng tốc sản xuất

Để sản xuất nhiều hơn, các nhà khoa học đã chế tạo ra một robot tự động làm những việc con người bị giới hạn về cả thể chất và tinh thần.

Con robot được trang bị nhiều cánh tay đa năng giúp tăng tốc độ làm việc và an toàn hơn nhiều so với con người. Nó được thiết kế chuyên dụng để tiếp xúc và nén viên Neptunium-237, các công nhân chỉ việc đưa các viên nén này vào lò phản ứng.

Tuy khả năng sản xuất của phòng thí nghiệm vẫn chưa đáp ứng đủ cho NASA, các nhà khoa học tin rằng họ đang đi đúng hướng.

Với việc xây dựng thêm nhiều lò phản ứng tiên tiến phục vụ dân sự, bộ năng lượng Mỹ hy vọng có thể sản xuất 5 kg Pu-238 mỗi năm. Lượng nhiên liệu này là hành trang không thể thiếu cho những tàu thăm dò không gian xa xôi nhất mà loài người sẽ gửi đi trong tương lai.

Theo Zing

Hoạt động này bắt đầu triển khai từ năm 2017 với mục tiêu thúc đẩy phát triển kinh tế số Thái Lan, mang lại phúc lợi cho nhân dân, là triển lãm ICT lớn nhất khu vực Đông Nam Á, đồng thời là một trong những triển lãm có sức ảnh hưởng lớn tại Thái lan và khu vực Asean. Là một đơn vị ngôi sao tham gia triển lãm 3 năm liên tục, ZTE Corporation, 0763. HK/000063.SZ) lấy “Supreme Network, Empowering 5G” làm nòng cốt, thông qua trình diễn sáng tạo 5G, ứng dụng 5G, sản phẩm 5G và giải pháp hệ thống, đã xuất sắc làm nổi bật chủ đề của triển lãm, thể hiện cao nhất thực lực và quyết tâm dẫn đầu công nghệ 5G của tập đoàn ZTE trong việc giúp sức phát triển thời đại kết nối của Thái Lan.

Gian hàng ZTE tham gia triển lãm lần này đơn giản nhưng không làm mất đi cảm giác công nghệ, làm nổi bật trí tuệ giải pháp "đại đạo chí giản”, hiện trường chia làm hai phần chính là “trải nghiệm dịch vụ và trải nghiệm đầu cuối” và “khu trưng bày giải pháp hệ thống”, tổng cộng có 15 gian triển lãm.

Trong thời gian triển lãm, ZTE tiến hành giới thiệu dịch vụ bằng hình ảnh kết nối công nghệ 5G, ví dụ ngành 5G, người máy điều khiển từ xa, Cloud VR/XR, đầu cuối 5G, sinh thái thông minh 5G và phân vùng mạng E2E, hình ảnh giới thiệu 5G theo xu thế xúc tiến kết nối và thay đổi cuộc sống của con người trong tương lai. Ngoài công nghệ và sản phẩm 5G, hiện trường còn trưng bày giải pháp hệ thống của tập đoàn ZTE bao gồm tăng tốc mạng lưới 5G, tương lai mạng trao quyền trí tuệ nhân tạo AI, 5G common core, mạng truyền dẫn 5G theo nhu cầu và tổ chipset tự nghiên cứu.