EUA voltam a produzir plutônio-238 para missões espaciais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/01/2016

EUA voltam a produzir plutônio-238 para uso em missões espaciais

O primeiro lote produziu 50 gramas de plutônio-238 (no interior do frasco segurado pela garra robótica).
[Imagem: ORNL]

Sondas espaciais nucleares

A produção de um lote inicial de 50 gramas de plutônio-238 marcou a retomada da capacidade de produção do isótopo radioativo pelos EUA.

É a primeira vez que o material é produzido desde os acordos de restrição de armamentos nucleares da década de 1980, quando foi fechada a chamada Planta do Rio Savana, na Carolina do Sul.

Atualmente os EUA divulgam a existência de um estoque de 35 quilogramas (kg) de plutônio-238.

O material é importante porque serve de combustível para sondas e robôs espaciais, como o Curiosity, que está explorando Marte, e a sonda New Horizons, que mostrou ao homem pela primeira vez a face de Plutão.

O plutônio-238 produz calor conforme decai. Esse calor é usado para produzir eletricidade para alimentar os equipamentos das sondas e robôs espaciais e para manter esses equipamentos aquecidos no frio do espaço e de planetas distantes, onde a energia solar não é uma opção viável.

Ocorre que há muitas outras missões planejadas que dependem de fontes de alimentação nuclear, como um robô submarino para explorar Titã, uma sonda criogênica para explorar Europa, robôs para procurar água na Lua e várias outras missões que dependem de um reator nuclear espacial. E 35 kg é muito pouco para tudo isso.

Produção do plutônio-238

A produção do plutônio-238 começa no Laboratório Nacional Idaho, que armazena o estoque norte-americano de netúnio-237. No processo agora desenvolvido, essa matéria-prima é misturada com alumínio, sendo essa mistura pressionada até formar grânulos de alta densidade.

Enquanto não desenvolve sistemas mais avançados de propulsão espacial, a NASA depende de reatores nucleares especiais, bem mais "calmos" do que os reatores de fissão tradicionais.
[Imagem: LANL]

Esses grânulos são irradiados em um reator nuclear no Laboratório Nacional Oak Ridge para criar o netúnio-238, que rapidamente decai em plutônio-238.

O material é finalmente dissolvido, usando-se um processo químico para separar o plutônio-238 do netúnio restante. O plutônio é convertido em óxido (PuO₂-238), ficando armazenado até ser necessário para uma missão. O netúnio restante é reciclado para produzir mais plutônio-238.

Plutônio em ritmo industrial

"Com esta produção inicial de óxido de plutônio-238, nós demonstramos que nosso processo funciona e estamos prontos para passar para a próxima fase da missão," disse Bob Wham, coordenador do projeto.

O próximo passo consistirá na automação e na ampliação da escala do processo, que permitirá a fabricação de quantidades maiores de plutônio.

O robô Curiosity levou uma carga de 4,8 kg de plutônio-238, o que é suficiente para mantê-lo em funcionamento por 14 anos. A missão Marte 2020, com um robô sucessor do Curiosity, deverá levar uma quantidade similar.