Jéki László

Sugárözönben élünk

Nukleáris energiaforrás

Az űrkutatásban vannak olyan feladatok, melyeknél az eszközök energiaellátása csak nukleáris energiaforrásokkal oldható meg. E feladatok közé tartozik az olyan térségek felkeresése, ahol nincs vagy nagyon gyenge a napfény (a Hold éjszaka, a Vénusz felhői alatt, a távoli nagybolygók, a Jupiter, a Szaturnusz és többi környezetében). Akkor is csak a nukleáris energia ad megoldást, ha túl magas a hőmérséklet, pl. a Nap közelében. Akkor sincs más megoldás, ha nagy az energiaigény.

A radioaktív izotópos energiaforrásokban lassan bomló izotópok szolgáltatják az energiát. A bomlás során kilépő sugárzás mozgási energiája hővé alakul, a hőt pedig elektromos energiává alakítják át. Korábban cézium és polónium izotópokkal kísérleteztek, az utóbbi évtizedekben csak a 87,6 év felezési idejű plutónium-238 izotópot alkalmazzák. Ilyen izotóp volt az USA-ban 1961-ben felbocsátott Transit nevű műholdon, 2,7 watt hasznos teljesítményt adott le. Az Apollo-11 űrhajósainak a Holdon elhelyezett műszereihez a holdi éjszaka sötétjében plutónium telepek adtak 30 watt teljesítményt. Nukleáris telepek működtek a Marsra küldött Viking szondákon, a távoli bolygók felé indított Pioneer és Voyager szondákon. Az elmúlt évtizedben nukleáris energiateleppel működött a Jupiter környezetét vizsgáló Galileo és a Napot tanulmányozó Ulysses szonda. A Szaturnusz felé úton levő hatalmas Cassini szonda műszeregyüttesét 680 wattal szolgálják ki a nukleáris telepek. A nukleáris áramforrásokkal felszerelt eszközök indítását rendszerint viták, aggodalmak kísérik. Egyesek attól tartanak, hogy a fellövés kudarca esetén a plutónium szétszóródna a levegőben. A kísérletek szerint a plutónium csomagolása egy baleset esetén is sértetlen maradna, nem okozna kárt a környezetben. Ha a Cassinivel baj történt volna és a plutónium szétszóródott volna a légkörben, akkor a sugárdózis ötven év alatt érte volna el az embert naponta érő természetes háttérsugárzás mértékét. Érdemes a számokat megismételni: a legrosszabb esetben 50 év alatt egyetlen napnyi plusz háttérsugárzás! Ennyi kockázatot érdemes vállalni.

Az első kis atomreaktort hordozó amerikai műholdat 1965-ben lőtték fel. A műhold 1500 km magasságban keringett, az urán fűtőanyaggal, folyékony fém hűtéssel működő reaktor 600 watt teljesítményt adott le. A rég leállított műhold ma is közel 1300 km magasságban kering, innen még sokezer évig nem juthat le a sűrűbb légkörbe. A műholdak reaktoraiban csaknem tiszta urán-235 fűtőanyagot használnak, így nem keletkeznek hosszú felezési idejű plutónium izotópok. A reaktorokat csak a sikeres fellövés után, felérkezve, 6-700 km magasságban indítják be, hasznos életük befejeztével pedig még magasabb pályára emelik fel. A műhold a nagy magasságban kering, így nem jelent veszélyt a Földre, a radioaktív izotópok pedig lebomlanak, stabil izotópokká alakulnak át.