Trong bối cảnh khám phá vũ trụ ngày càng mở rộng, NASA đang nỗ lực phát triển một hệ thống cung cấp điện mới cho các tàu vũ trụ. Một trong những giải pháp hứa hẹn nhất là việc sử dụng pin hạt nhân với đồng vị americium-241, có khả năng hoạt động lên đến 433 năm. Điều này không chỉ giúp kéo dài thời gian hoạt động của các nhiệm vụ không gian mà còn mở ra cơ hội cho những cuộc thám hiểm xa hơn trong tương lai.
Cúc nhỏ chứa 141 nanogram đồng vị americium-241.
Mặc dù NASA vẫn chưa tìm ra cách để tàu vũ trụ có thể bay xa hàng năm ánh sáng, nhưng việc áp dụng đồng vị americium-241 trong pin hạt nhân có thể là một bước tiến lớn. Theo thông tin từ các chuyên gia, loại pin này có thể cung cấp năng lượng ổn định cho các thiết bị trong suốt thời gian dài mà không cần phải thay thế.
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 sự phân rã của nó tạo ra nhiệt, giúp duy trì hoạt động của pin trong suốt thời gian dài.
Trước đây, plutonium-238 là loại nhiên liệu chính được sử dụng, với chu kỳ bán rã khoảng 88 năm. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu hiện 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, loại đồng vị này có thể giúp các tàu vũ trụ khám phá những vùng không gian chưa được biết đến.
Để được sử dụng trong các nhiệm vụ của NASA, đồng vị phóng xạ cần đáp ứng nhiều tiêu chí nghiêm ngặt. Đầu tiên, nó phải không độc hại cho con người và không dễ 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 đảm bảo hiệu quả và an toàn hơn.
An Khang