【科技创新世界潮】

　　◎本报记者 刘 霞

　　英国《自然》网站在近日的报道中指出，当地时间11月22日至23日在巴黎召开的欧洲空间局(ESA)理事会会议上，ESA同意资助名为“使用放射性同位素能源的欧洲设备”(ENDURE)的计划。该计划旨在开发由放射性同位素镅-241提供电能的装置，以替代现有的钚-238电池，助力欧盟探索月球及更遥远的地方。

　　《自然》在报道中指出，欧洲科学家正在开发一种以核废料镅-241为动力的电池，ESA希望，到本世纪末，这些装置能为航天器长效供电而不依赖太阳能电池板，以助力该机构探索月球及太阳系的遥远区域。

　　ESA拟向ENDURE项目提供3000万美元资助。该项目联合负责人、欧洲空间研究与技术中心的贾森·哈顿表示：“欧洲空间局未来有多项雄心勃勃的太空探索任务，如果我们想在探索中拥有自主权，就需要拥有由自己研发的长效电源。”

　　目前，对于无法由太阳能完成的任务，ESA都依赖美国或俄罗斯合作伙伴研制的钚-238电池为相关任务提供动力。但在过去10年中，钚-238一直供不应求，生产成本高昂。

　　长期以来，缺乏电源限制了欧洲科学家单独提出的太空任务的开展。例如，2014年，ESA的“菲莱”彗星着陆器降落于彗星上太阳光照射不到的地方，其上的太阳能电池板变得毫无用处，导致“菲莱”只运行了不到3天就进入深度休眠状态。

　　支持这项新计划的ESA咨询委员会主席、法国梅东巴黎天文台的天体物理学家阿西娜·库斯坦尼斯说：“多年来，欧洲科学家一直在说，如果你想去很远的地方，或者去黑暗寒冷的地方，没有其他办法。”

　　优点多多

　　镅是钚衰变产生的副产品，也是核废料中目前较难处理的一种成分，此前从未被用作燃料。

　　ENDURE项目共同负责人维洛妮克·费莱·卡弗鲁瓦表示，与钚相比，镅最大的优势是它更便宜、更丰富，可以将原本无用的废物重新利用。ESA登月任务协调人马库斯·兰格拉夫则指出，镅的半衰期比钚-238长，这意味着它的寿命更长。尽管每克镅含有的能量更少，但由于其更容易获得，因此提供同等电力的成本约是使用钚的1/5。

　　钚-238是在用中子辐照镎靶的过程中制造而成。英国国家核实验室的研究表明，镅可以从民用发电厂使用的再加工核燃料中提取出来，并制成燃料球，构成电池的核心。

　　在接下来的3年里，ENDURE团队将开发可在探月等任务类似条件下进行测试的模型。在与英国国家核实验室的合作中，英国莱斯特大学的一个团队开发出了两种设备：一种放射性同位素加热装置，它利用镅衰变过程中产生的热量加热仪器；另一种放射性同位素热电发电机，它利用在金属板之间产生温差来发电。

　　领导上述项目的莱斯特大学物理学家及空间动力系统专家理查德·安布罗西说，这两种装置表明，镅在给定输出功率下电池体积更大、温度也比钚更低。研究团队希望未来能解决这两大问题。

　　安布罗西表示，由于使用放射性材料，电池的安全也至关重要。他们的研究团队计划，接下来侧重安全测试，以便镅装置能够获得安全认证。测试将包括监测部件在高温和冲击下的行为，例如在发射台爆炸时，可以确保放射性材料不会泄漏。他说：“我们必须确保这些设备能够在一系列非常极端的情况下生存下来。”

　　助力探月

　　费莱·卡弗鲁瓦表示，这些电源系统一旦研制成功，可以在任何无法使用太阳能的任务中发挥作用。比如，在月球上持续14个地球日的夜晚开展探索任务，以及应用于木星以外的太阳系探险任务中。

　　ESA登月任务协调人兰格拉夫表示，ESA计划首先在其Argonaut月球着陆器上使用镅-241电池，该着陆器计划于2030年代初发射，将在月球表面开展长期研究。到本世纪40年代，镅-241电池将能为前往天王星和海王星的任务提供电力。

　　兰格拉夫说，镅很容易获得，而生产钚-238则面临不少挑战，美国国家航空航天局(NASA)或许也想使用镅-241电池，该机构正在评估为未来任务生产足够放射性同位素热电《六盒宝典论坛》发电机的能力，用于在月球上建立长期根据地的阿尔忒弥斯计划。