{"id":80429,"date":"2023-01-03T00:05:00","date_gmt":"2023-01-02T23:05:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=80429"},"modified":"2023-05-20T21:19:41","modified_gmt":"2023-05-20T19:19:41","slug":"potremo-usare-le-scorie-nucleari-per-raggiungere-altri-pianeti","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/80429","title":{"rendered":"La conquista dello spazio \u00e8 sempre pi\u00f9 vicina. Potremo presto usare le scorie nucleari per raggiungere altri pianeti"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 4<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/span><\/p>\nlivello elementare<\/span><\/a>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO: ASTRONOMIA<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XXI SECOLO<\/span><\/strong>
\nAREA: DIDATTICA<\/span><\/strong>
\nparole chiave: americio, plutonio, batterie<\/p>\n

 <\/p>\n

Ricercatori europei stanno sviluppando nuove batterie che utilizzeranno un isotopo radioattivo dell’Americio (241<\/sup>Am)<\/span><\/strong>, per alimentare i sensori delle future missioni delle sonde e dei lander impiegati per l’esplorazione e la colonizzazione del Sistema Solare. <\/span><\/span>L\u2019americio<\/span><\/strong> \u00e8 un elemento metallico radioattivo prodotto artificialmente dal bombardamento del plutonio con neuroni. Fu scoperto nel 1945 da G.T. Seaborg e R.A. James<\/span><\/strong> e presenta tre isotopi importanti: Americio 241 (241<\/sup>Am), Americio 242 (242<\/sup>Am) e Americio 243 (243<\/sup>Am). A temperatura ambiente \u00e8 solido, di colore bianco \u2013 argenteo, e presenta una temperatura di fusione di 994 \u00b0C e temperatura di ebollizione di 2607 \u00b0C, con una conducibilit\u00e0 elettrica di 0.022 x 106<\/sup> cm x ohm. L\u2019isotopo 241<\/sup>Am trova il suo maggiore impiego nei rilevatori di fumo ed esistono in commercio due tipi di sensori antincendio all\u2019americio:
\n– a cella fotoelettrica che, se colpiti da raggi luminosi, producono corrente;
\n– a ionizzazione, che si basano sulle radiazioni alfa emesse dall\u2019americio.<\/p>\n\n\n\n
L\u2019americio 241<\/sup>Am \u00e8 una sorgente importante di radiazioni ionizzanti ed in passato era usato per costruire alcuni tipi di parafulmine (grazie alla sua capacit\u00e0 di ionizzare l’aria circostante, favorendo cos\u00ec il passaggio di corrente)  e come sorgente portatile di raggi gamma per l’uso in radiografia.<\/span><\/strong><\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Gli studi sembrano promettenti e l’<\/span><\/span>Agenzia Spaziale Europea (ESA)<\/span><\/strong> spera che le prossime missioni inerenti il programma Argonaut Moon<\/span><\/strong> potranno essere alimentate da batterie basate su questo elemento radioattivo. Questa nuova tecnologia consentir\u00e0, si spera entro la fine del decennio, di alimentare le future sonde spaziali con tecnologie diverse dai pannelli solari che necessitano, per poter funzionare, di un’esposizione alla luce solare.<\/span><\/span><\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

L’Heracles European Large Logistic Lander del programma Argonaut Moon consentir\u00e0 una serie di missioni dell’ESA sulla Luna come la consegna di merci, la restituzione di campioni o la prospezione di risorse. L’immagine pittorica mostra un’ipotetica configurazione del carico del lander, che consegna rifornimenti, rover o robot sulla superficie lunare in supporto al programma Artemis della NASA – da link <\/a><\/span><\/strong><\/p>\n

Il Progetto ENDURE<\/span><\/span><\/strong>
\nDurante la riunione ministeriale dell’ESA<\/span><\/strong>, tenutasi a Parigi il 22-23 novembre 2022, i  ministri hanno concordato di finanziare un programma da 29 milioni di euro chiamato European Devices Using Radioisotope Energy (ENDURE)<\/span><\/strong>. <\/span><\/span>Il principio \u00e8 di sviluppare delle batterie di lunga durata alimentate da Americio 241<\/span><\/strong> e da impiegare nelle missioni lunari dell’ESA previste nei prossimi anni ’30. <\/span><\/span>“Se vogliamo avere autonomia nell’esplorazione, abbiamo bisogno di queste capacit\u00e0<\/span><\/em><\/strong>“, ha affermato Jason Hatton<\/span><\/strong>, co-leader di ENDURE<\/span><\/strong>, con sede presso il Centro europeo di ricerca e tecnologia spaziale (ESTEC)<\/span><\/strong> a Noordwijk, nei Paesi Bassi.<\/span><\/span><\/p>\n

Ma cos’\u00e8 l’isotopo Americio 241?<\/span><\/strong><\/span>
\nSi tratta di un sottoprodotto del decadimento del plutonio, che sebbene sia per diversi motivi impiegato da molti anni industrialmente, non \u00e8 mai stato utilizzato come combustibile (sicurezza, costi, etc.).<\/span> I ricercatori ritengono che potrebbe essere una soluzione molto interessante per alimentare i sensori delle sonde spaziali in quanto fornirebbe energia anche quando l’energia solare non sarebbe sufficiente ad alimentare i pannelli solari delle navicelle spaziali (a causa di zone d’ombra o della distanza dal Sole).<\/span><\/span><\/p>\n

Inizialmente l’ESA<\/span><\/strong> si era affidata a partner statunitensi e russi, che da tempo avevano utilizzato con successo batterie al plutonio-238<\/span><\/strong> per alimentare i sensori delle loro missioni spaziali.<\/span><\/span> Ad esempio, nel 2005, la NASA aveva impiegato batterie al plutonio<\/span><\/strong> per la sonda Huygens<\/span><\/strong> durante la sua discesa sulla luna di Saturno, Titano<\/span><\/strong>. <\/span><\/span>Un materiale di successo che \u00e8 diventato per\u00f2 raro e sempre pi\u00f9 costoso da produrre. Di fatto il suo approvvigionamento dalla Russia \u00e8 ormai difficile, se non impossibile,<\/span><\/span> a causa del peggioramento dei rapporti con Mosca per la nota crisi internazionale. E’ necessario quindi trovare una soluzione alternativa.<\/span><\/span><\/p>\n

Non \u00e8 un problema nuovo<\/span>
\n<\/span><\/strong>In realt\u00e0, l<\/span><\/span>‘ESA<\/span><\/strong> aveva sollevato il problema sin dal 2014, quando il lander Philae<\/span><\/strong>, atterrando su una cometa, era rimasto operativo meno di tre giorni, essendo finito in un punto d’ombra che impediva la ricarica dei suoi pannelli solari. <\/p>\n

Quali sono i vantaggi di impiegare l’Americio?<\/span><\/strong><\/span>
\nIl maggiore, rispetto al plutonio, \u00e8 che \u00e8 relativamente pi\u00f9 economico (circa 1.500 dollari USA al grammo) e pi\u00f9 abbondante, essendo possibile ricavarlo riutilizzando i rifiuti radioattivi. Produrre un watt di energia costa circa un quinto rispetto all’utilizzo del plutonio. L’americio \u00e8 prodotto bombardando l’uranio o il plutonio con neutroni all’interno dei reattori nucleari ed \u00e8 possibile ricavare da una tonnellata di combustibile nucleare esaurito circa 100 grammi di americio. I ricercatori del National Nuclear Laboratory (NNL)<\/span> <\/strong>del governo britannico di Sellafield hanno dimostrato che l’americio pu\u00f2 essere estratto dal combustibile nucleare utilizzato nelle centrali elettriche civili e trattato e trasformato in pellet di combustibile per costituire il nucleo di batterie nucleari. <\/p>\n

L’americio ha un’emivita pi\u00f9 lunga del 238<\/sup>plutonio<\/span><\/strong>, ovvero ha una resa maggiore dal punto di vista temporale, dura pi\u00f9 a lungo ma fornisce meno energia per grammo. I prodotti di fissione dell’Americio possono trasferire la loro energia immagazzinata e generare l’elettricit\u00e0 attraverso un generatore magnetoidrodinamico. E’ stato valutato che 3,2 kg di Americio potrebbero fornire circa 140 chilowatt di energia durante un periodo di 80 giorni.<\/p>\n

Una possibile applicazione<\/span><\/strong><\/span>
\nNei prossimi tre anni, il team ENDURE svilupper\u00e0 i primi prototipi che saranno testati in condizioni simili ad una missione spaziale nello spazio profondo.<\/span><\/span> In collaborazione con il NNL, un team dell’Universit\u00e0 di Leicester, Regno Unito, ha sviluppato due tipi di dispositivi di riscaldamento:
\n– un’unit\u00e0 a radioisotopi di americio in decadimento;<\/span><\/strong>
\n– generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG) che utilizzano il<\/span><\/strong><\/span><\/span> calore per produrre elettricit\u00e0 creando una differenza di temperatura tra le piastre metalliche.<\/span><\/span><\/strong><\/p>\n

A causa dell’uso di questo materiale, altamente radioattivo, l<\/span><\/span>e unit\u00e0 saranno incapsulate in strati, tra cui alcuni in lega di platino, che sigilleranno l’americio, consentendo per\u00f2 al calore di fuoriuscire. <\/span><\/span>La fase successiva del programma si concentrer\u00e0 sui test di sicurezza, in modo che le unit\u00e0 di americio possano essere certificate per il lancio. <\/span>Gli scienziati ritengono che, una volta sviluppato, un sistema di alimentazione di base<\/span><\/strong> potrebbe essere riutilizzato in tutte le missioni spaziali per le quali l’energia solare potrebbe non essere disponibile.<\/span><\/span> \u00c8 il caso delle lunghe notti sulla Luna (che durano 14 giorni terrestri) e delle spedizioni sui satelliti dei pianeti del Sistema Solare oltre Giove. <\/span><\/span><\/p>\n

In sintesi, questa soluzione sembrerebbe percorribile e potrebbe aiutare la scienza a fare un nuovo passo avanti per la colonizzazione del sistema solare. Vedremo.<\/span><\/strong><\/p>\n

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 <\/p>\n

Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n

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