钚来自哪里？
上周我写了关于怎么样的PU-238短缺可能会影响外太阳系统的探索，但我没有多少进入钚的地方。毕竟，虽然存在痕量的天然钚，但肯定没有足够的措施来燃料探测器。所以本周它似乎可能值得越过我们得到钚的地方，如果只是了解为什么美国国家航空航天局（或DOE）需要数千万美元以生产它。
在周期性表钚上是铀上的两个斑点 - 铀的原子数为92（即，它具有92个质子）和钚在94.制造钚，以某种方式必须向铀原子添加两种质子。这种情况发生的方式是很酷的 - 并且有不同的路线，具体取决于正在生产的钚同位素。
至使pu-239，核武器中使用的核素，这是一个相当简单的过程。天然铀超过99％的U-238，这不会裂开这一切。将U-238（最小95％的反应器燃料组成为反应器中间，从铀裂变中中子沸腾，它将捕捉中子并变成U-239。反过来，U-239通过向Neptunium-239发出β颗粒而衰减，这释放出另一个β颗粒。由于每个β衰减将中子转变为质子，因此这两个β衰减足以将铀原子变成钚中的一种。因此，吸收单个中子的单个U-238原子并被允许长度以经过两个β衰变（几周左右）将变成PU-239的单个原子。制作较重的钚核素同样容易 - 当PU-239捕获额外的中子时，它变成PU-240，PU-241，PU-242等。它不仅相当容易，而且它在任何经营核反应堆中一直在发生。
好的 - 所以我们可以看到中子捕获和耐心如何比U-238更重，但这真的没有帮助我们让PU-238为航天器供电。制作较轻的核素是一点环形交叉路口。
请记住，通过中子捕获，反应器产生PU-241。事实证明，PU-241也被β发射衰变，创建了AM-241 - 用于烟雾探测器（以及其他东西）中使用的东西。AM-241是α发射器，它衰减到较浅的Neptunium（NP-237），当受到中子辐射时，将中子捕获成为NP-238。一个最终转型 - 最后一个测试版衰变 - 是生产PU-238的最后一步。这就是为什么PU-238如此昂贵的原因 - 使其需要两个辐射（第一个足够长的时间来生产PU-241），足够的时间为所有放射性衰减转变为亚洲和亚洲的钚和亚洲进入Neptunium，以及若干步骤的化学处理以隔离形成的各种感兴趣的元素。
虽然听起来很糟糕（嗯，我猜它是卷积），使PU-238相当直接。科学和工程既闻名遐先，其生产肯定会破坏新的科学或技术场所。但政治......这是另一件事。
正如我上周提到的，美国PU-238生产线在二十年前关闭。从那以后，我们已经从俄罗斯人那里购买了它，但他们有自己的空间计划，并且股票有限。因此，无论美国 - 俄罗斯国际关系的未来，此选项都不会更长时间工作。
一种最近的博客帖子核表明，美国可能能够通过拆除核武器和挖掘废弃浦-238的库存，并通过挖掘核武器来满足其PU-238的需求 - 它指出了LOS Alamos国家实验室（LANL）文件表明，超过2000年的RTG’ worth of the nuclide can be recovered from nuclear weapons alone. But I’m not sure if I can accept this assertion, primarily because putting this nuclide into a nuclear weapon makes absolutely no sense. I can’t comment on the “scraps” of Pu-238 that LANL is said to have lying around, and unfortunately Nuclear Watch didn’t provide a link to the LANL documents they cited, making it difficult to check or to comment further. But if there is a Pu-238 stockpile at LANL it would certainly be nice to tap it for space exploration – not to mention the savings in disposal costs.
使PU-238的另一种方法是在氟化氢钍反应器（LFTR）中 - 一种反应器，其使用天然存在的钍（TH-232）来繁殖U-233，其裂化非常好。额外的中子捕获可以将U-233变成PU-238，其可以与燃料化学分离。这个话题比这更多更多，但我去年公平地彻底地彻底地覆盖了钍反应堆的主题（其中第一个帖子这个网址，在同一系列中有三个其他人）也覆盖着钍能量联盟网站。除了能够生产PU-238外，还有很多关于钍反应堆的好东西，这是一项已经锻炼和测试的技术 - 但美国没有展示任何时候会很快建造任何建筑物。印度和中国可能会开发广泛的钍反应堆系统 - 但是这些国家可能在未来未来的十年或两个人在未来几年内对美国国家航空航天局做得很多。底线是，有希望的是，他们可能是为了未来的需求，钍反应器不太可能随时帮助我们随时向外太阳系统发送更多的航天器。
所以这是我们站立的地方。美国停止生产PU-238需要运行我们的深空探针，并且我们几乎用耗尽了我们的材料股票。在中间的岁月里，我们一直在购买俄罗斯普普238，但这不会更长时间，让我们高干燥。可能存在材料的废料 - 可能是甚至库存 - 在各种DOE设施，但拆除核武器可能不会做这项工作。在长远来看，长期胸轮 - 周期反应堆可能是一种很好的制造方式，但这些反应堆没有今天在世界上的任何地方经营，并且没有美国计划很快就会建立任何一个。这似乎只有三种选择 - 重新开始我们的PU-238生产线，找到另一种方式来制造（或获得）材料，或将自己限制在内太阳系。正如我上周提到的那样，我真诚地希望我们不走上最后一条路线。所以让我们看看我们可以提出的东西 - 让我们希望我们不会留下解决方案（和决定）。