Plutonium-238 bahan bakar pesawat ruang angkasa dalam hitungan gram

   Technology | 14 January 2019

Ketika persediaan bahan bakar pesawat habis di abad ke 21


Tahun 2019
Krisis plutonium-238 akhirnya berakhir.
Setelah Amerika menyiapkan robot untuk menciptakan rantai panjang dalam produksi bahan bakar roket.

Membuat bahan yang paling langka dan berharga ini lebih cepat untuk memproses Plutonium-238.

Laboratorium milik pemerintah di National Oak Ridge Tennessee mengatakan membuat cara baru dalam proses plutonium-238. Dapat memproduksi 8x lebih banyak, dengan bantuan robot otomatis.

Sebelumnya produksi materi langka tersebut harus dibuat dengan reaktor ukuran besar.

Kebutuhan plutonium-238 menjadi langka dan produksi jauh lebih sedikit dari kebutuhan. Proses pembuatan sebelumnya membutuhkan waktu 2,5 - 3 tahun untuk menghasilkan bahan jadi dalam hitungan gram.

Bahan penting untuk pesawat ruang angkasa ini juga berbahaya.
Materi protactinium-233 sangat radioaktif. Setengah dari isotop ini meluruh setiap 27 hari, dan melepaskan sinar gamma yang kuat selama proses produksi.


Hanya beberapa pekerja terlatih diijinkan berada di ruang produksi. Dan menghasilkan beberapa ons saja setiap tahun. Resiko pekerja disana sangat tinggi, khususnya kebocoran radiasi sinar gamma yang mematikan.

Setidaknya 20.000 - 25.000 pelet setahun digunakan untuk kebutuhan produksi protactinium-233 seperti kebutuhan Nasa.

Proses pembuatan dilakukan proses berulang-ulang sampai menjadi produk setengah jadi. Hal ini membuat produksi sangat membosankan dan berjalan lambat. Masalahnya prosesnya harus melalui tahap tersebut.

Untuk itu departemen laboratorium negara membuat sebuah mesin otomatis.
Lengan robot dengan lengan multi fungsi melakukan pekerjaan berulang-ulang mengantikan para pekerja, prosesnya menjadi lebih cepat dan aman dibanding pekerja manusia.

Robot akan mengambil corong, membawa ke cetakan, menuangkan neptunium-237 dalam jumlah terukur ke tabung aluminium.

Dan pekerja tinggal mengemas ke dalam tabung reaktor untuk tahap selanjutnya.

Bila semua berjalan lancar, produksi plutonium-238 dapat mencapai 1500g pertahun.
Atau 3x lebih banyak untuk badan antariksa Nasa sebelumnya.

Walau masih membutuhkan waktu untuk skala penuh di tahun 2025 nanti dengan kapasitas 8x lebih banyak.

Plutonium-238 akan diproduksi dalam 2-3 tahun mendatang

Tahun 2017
Bahan radioisotop adalah sumber bahan bakar all in one yang hemat.

Ketika bahan tersebut bereaksi dan berubah menjadi elemen baru, dapat melepaskan sejumlah energi.

Robot misi ruang angkasa dan pesawat ruang angkasa mengunakan bahan plutinium untuk sumber tenaga.

Panas dapat menghangatkan sirkuit robot dan pesawat ruang angkasa yang rapuh, serta memberikan power listrik dengan tenaga yang kompak dan ringan sampai menjadi sumber energi ekplorasi ruang angkasa selama beberapa puluh tahun.

Sekitar 2.900 jenis radioisotop yang diketahui manusia, hanya dua puluh jenis yang dapat dimanfaatkan untuk menyalakan pesawat ruang angkasa.

21 jenis isotop dapat membuat tantangan untuk digunakan secara praktis.
Proses produksi yang sangat mahal, dan terlalu banyak memancarkan radiasi berbahaya ketika digunakan atau kekurangan daya panas yang cukup sebagai bahan bakar reaktor.

PU-244 memiliki usia paling panjang, mencapai 80 juta tahun.
PU-232 dengan usia 373 ribu tahun
PU-239 dengan usia 24 ribu tahun.
Sisanya sekitar 7000 tahun

2 yang sering di sintetiskan adalah PU-238 dan PU-239.

Hanya satu sejauh ini yang terbaik, plutonium-238 dan tidak memiliki sifat meledak seperti PU-239.

Plutonium-238 atau PU-238 seperti isotop ajaib kata Jim Adams, kepala teknologi Nasa.

Bahan Plutonium-238 baru benar benar hancur setelah bekerja atau habis dalam waktu 87,7 tahun.

Artinya hampir setara satu abad, bahan PU-238 terus memanas. Bahan yang sama dipasang di pesawat Voyager, dan 40 tahun berlalu pesawat masih aktif mengirim data ke Bumi.

Satu program ruang angkasa Nasa senilai 77 juta dollar mengunakan pembangkit PU-238 hanya membutuhkan bahan bakar dengan bobot 4,8kg.

Seperti robot Curiosity dengan berat total 899kg sedang bekerja di Mars mengunakan satu unit reaktor jenis tersebut dan masih jalan sejak mendarat tahun 2011

Rover atau robot tersebut mengunakan mesin Radioisotope thermoelectric generator / RTG. Juga digunakan 2 rover sebelumnya, pesawat Viking 1 dan Viking 2 yang mendarat di Mars tahun 1976.

Dengan unit pembangkit mini, reaktor menghasilkan listrik 110W saja. Cukup membawa bahan bakar beberapa kilogram untuk satu misi ruang angkasa.

Bahan bakar yang kecil tersebut diharapkan dapat memberikan sumber power setidaknya sampai 14 tahun nonstop.
Energi listrik yang berlebih ditampung ke baterai dengan kapasitas masing masing baterai 42Ah sebagai power cadangan.

Pesawat ruang angkasa tidak dapat mengandalkan panel surya. Karena kondisi ekstrem di ruang angkasa yang dingin, kadang pesawat harus terbang jauh dari matahari. Rover di planet Mars juga sama, tidak dapat mengandalkan cahaya matahari sebagai pembangkit listrik dari panel surya.

Probe yang dikirim ke Jupiter misalnya, harus menghadapi kondisi ekstrem, dan pesawat harus terlindung dengan perisai tebal.

Bila bahan plutonium diganti dengan panel surya untuk sumber daya pesawat ruang angkasa. Katanya bisa, tapi ukurannya harus sangat besar, terlebih pesawat yang arah terbangnya menjauh matahari.


Tahun 2015
Amerika hanya memproduksi Plutonium-238 walau dalam jumlah kecil.

Fasilitas nuklir Federal telah diperbaharui di Idaho dan Tennessee untuk produksi Plutonium-238. Ketika beroperasi penuh, fasilitas tersebut dapat memproduksi 1,5 kg Plutonium-238 setiap tahun.

Untuk apa bahan Plutonium-238, pastinya bukan untuk pembangkit nuklir atau bom. PU-238 adalah produk sampingan untuk membuat bom nuklir.


Untuk memproduksi 1,5kg Plutonium-238 dibutuhkan proses bertahun-tahun, hasilnya hanya sebesar kaleng minuman.

Plutonium-238 adalah bahan radioaktif khusus, memiliki sifat dapat memancarkan panas konstan selama beberapa puluh tahun.

Pu 238 adalah bahan bakar untuk misi ruang angkasa. Digunakan oleh beberapa beberapa satelit ruang angkasa dahulu, dan sumber bahan bakar utama untuk menghasilkan listrik.

Bahan Plutonium-238 tidak cocok sebagai bahan senjata nuklir.
Disini cerita menariknya. Pada awalnya bahan penemuan Plutonium-238 adalah produk sampingan dari pembuatan plutonium  senjata nuklir. Sampai Amerika dan Rusia akhirnya menutup program senjata nuklir mereka di era 80an.

Untuk membuat Plutonium-238 ini sekarang menjadi amat sangat mahal, sekitar satu pon saja dibutuhkan dana 4 juta dollar.
Biaya tersebut diluar investasi di depan seperti mesin dan para ahli nuklir yang bekerja.

Diperkirakan persiapan sampai fasilitas pabrik pembuatan Plutonium-238 menghabiskan dana $150 juta.

Plutonium-238 dengan nilai sangat mahal, tidak dapat dihitung dalam angka ekonomis lagi.

Pesawat ruang angkasa New Horizons yang baru mampir ke planet Pluto, mengunakan bahan tersebut sebagai sumber energi.
Pesawat memang tergantung dengan bahan nuklir Plutonium-238, karena harus terbang bertahun tahun dan menjauhi matahari.
 Penemuan ilmu pengetahuan yang membayar semua biaya bahan bakar dan peralatan bagi pesawat ruang angkasa.

Plutonium-238 akan diproduksi dalam 2-3 tahun mendatang

Sejauh ini ada alternatif dari bahan bakar lain selain Plutonium-238 yang mampu membawa pesawat ruang angkasa sampai ke tepian tata surya.



Di masa lalu Amerika memiliki pasokan cukup untuk pu-238, ketika masih mendukung persenjataan nuklir.

Badan antariksa Nasa meminta bantuan Rusia menyediakan Plutonium-238.
Sampai cadangan terakhir Pu-238 terakhir, karena fasilitas di Rusia untuk memproduksi PU-238 juga ditutup beberapa tahun kemudian.

Sebagai contoh, sebuah pesawat ruang angkasa yang hanya membutuhkan power 110W dari energi panas atau thermo-electric power nuklir.

Plutonium-238 bahan bakar pesawat ruang angkasa

Produksi Plutonium 238
Amerika menghentikan produksi PU-238 di tahun 1988

Rusia menjual beberapa ke Nasa tahun 1990an-sampai 2000an. Tapi total dihentikan sejak 2009.
Sisa persediaan Rusia juga habis, karena persediaan produksi plutonium dari era perang dingin dan tidak diproduksi lagi.

Stok Nasa sempat turun hanya tersisa 35kg, walau departemen energi masih memiliki persediaan lain. Tapi tidak mencukupi untuk semua misi ruang angkasa.

Jumlah PU-238 yang ada hanya separuh dari persediaan yang dibutuhkan Nasa. Untuk membuat pesawat ruang angkasa, Nasa harus berhitung sangat hati hati dengan rencana kedepan, termasuk memberikan prioritas penelitian dari pesawat ruang angkasa mereka..

Juli 2011 Kongres Amerika menyetujui dana baru 10 juta dollar untuk memproduksi PU-238. Amerika akhirnya mulai memproduksi kembali PU-238 yang diatur oleh departemen energi.

DOE / departemen energi sampai Desember 2015, telah memproduksi 50 gram untuk dikirim ke Nasa, disusul 100g lain dalam beberapa bulan mendatang.

DOE akan meningkatkan produksi sampai 300-450g pertahun mulai 2019.
Tetapi Nasa membutuhkan pasokan 1,6kg setiap tahun dari DOE agar misi ruang angkasa mereka tepat waktu.

Terakhir, Nasa hanya memiliki satu misi dengan pesawat ruang angkasa energi nuklir sampai 2025. Setelah misi tersebut besar kemungkinan bahan PU-238 harus menunggu kembali persediaan yang cukup dari departemen energi.

Setidaknya sampai badan pembuat plutonium Oak memproduksi penuh dengan mesin robot yang baru.

Proses Plutonium 238
Mengunakan bahan sampingan dari Neptunium-238 atau bahan dasar PU-238.

Plutonium atau lambang PU ada di daftar tabel periodik dengan nomor atom 94.
Salah satu unsur radioaktif Transuranium yang langka, merupakan logam aktinida berwarna putih keperakan.
Ketika terpapar udara, bentuknya menjadi kusam karena menjadi plutonium oksida yang menutup permukaan logam.

Ketika bahan terkena kelembaban udara, perlahan dapat menjadi bubuk yang dapat menyala secara spontan. Merupakan salah satu racun radiologi, bahkan dapat berakumukasi ke tulang sumsum belakang.

Bahan terpenting plutonium adalah plutonium-239 dapat menjadi bahan persenjataan. Proses mengunakan teknik radiasi dengan bombardir uraium 238 dengan neutron.

Bahan plutonium-238 memiliki umur 88 tahun tapi memancarkan partikel alfa. Memerlukan proses yang di bombardir dengan deuteron.

Proses pembuatan PU-238 harus dilakukan bertahap di 3 tempat berbeda
Bahan PU-238 dikirim dari laboratorium nasional Idaho ke Nasional Oak Ridge di Tennessee.

Di Oak Ridge proses di-iradiasi selama berbulan bulan, dan di biarkan mendingin secara radiokatif selama 1 tahun. Dan bahan harus dimurnikan menjadi PU-238.

Sisa atau sampah neptunium kembali dikirim ke Idaho untuk di daur ulang.

Pahan PU-238 dikirim kembali ke tempat terakhir di divisi Los Alamos untuk disimpan sebagai persediaan dalam perangkat pengaman.

Dari fasilitas Los Alamos dinamai PU-238 barulah bahan tersebut diberikan kepada Nasa.

Dibawah ini proses pembuatan bahan bakar pesawat ruang angkasa.
Plutonium-238 tahap pengolahan dari 2 laboratorium dan penyimpanan


Artikel Lain

2024, pemasok kimia ke Intel dan TSMC juga menunda atau memperlambat. 2022, pabrik baru pembuat chip TSMC senilai 40 miliar dollar dikabarkan terlambat. Setelah jadwal diketahui mundur 3 bulan, membuat pemindahan mesin produksi menjadi tertunda. Tidak mudah sebuah pabrik yang begitu mahal dibangun di sebuah negara.

LiFi menjadi standar IEEE 802.11bb pertama. Dapat melengkapi pengiriman data seperti WIFI tapi lebih aman. Transmisi hanya berada pada jarak ruang dan tidak akan menembus keluar dibanding sinyal WIFI. Desain dapat melengkapi WIFI dan berada di dalam sebuah chip.

Voyager 1 sudah berjarak 4,5 miliar km September 2024, roket pendorong kedua berhasil diaktifkan. Voyager 2 akan di oprek agar power bekerja untuk instrumen. Voyager 2 memasuki Heliospause. Keduanya telah 46 tahun melakukan perjalanan ruang angkasa.

Perdebatan camera DSLR dan DSLM atau Mirrorless sepertinya berakhir. Nikon dan Canon sebagai produsen camera digital terbesar akan memindahkan teknologi seluruhnya ke Mirrorless. Setelah Nikon tidak mengeluarkan camera DSLR selama 2 tahun

Panel surya adalah keping silikon yang ditemukan tidak sengaja oleh peneliti Bell. Dilanjutkan peneliti asal Australia Martin yang membuat panel surya dalam produknya nyata. Tapi pengembangan terbesar dibuat Dr Shi sebagai pemilik SunTech membuat panel surya sangat murah. Dibelakang industri ini tidak semua berakhir baik.

Mengunakan roket biasa untuk perjalanan ruang angkasa, sukar dilakukan. Tabung besar untuk tangki bahan bakar, belum tentu cukup untuk perjalanan yang cukup lama. Nasa mengatakan emDrive. Peneliti California mengatakan gas Metana lebih baik

Cara kerja sensor sidik jari Qualcomm 3D Sonic Max Gen 2 lebih cepat. Sensor Capacitive yang umum digunakan di smartphone pemula dan menengah. Teknologi sensor sidik jari optik sebagaimodel kelas menengah ditempatkan di tengah layar. Lebih canggih sensor ultrasonik yang lebih akurat mengenal sidik jari.

Setidaknya ada 3 jenis awan membawa hujan. Dengan melihat bentuk visual, dapat diperkirakan akan turun hujan. Seperti awan Cumulonimbus dipastikan akan terjadi hujan dalam hitungan jam.

Sensor Sony IMX390 memiliki sensitif 120dB HDR. Lebih cepat menyesuaikan cahaya gelap dan terang dengan teknologi HDR, dan fitur LED Flicker. Teknologi sensor camera tahun 2018

Perbedaan notebook dan laptop hanya sebatas kata. Bila melihat laptop bisnis sangat mudah dikenali, dari banyak port, garansi, tambahan alat docking. Tapi bukan perangkat itu saja yang membedakan notebook kelas kantor dan rumah. Notebook kantor diuji termasuk tut keyboard sampai bagian engsel. Dan lebih mudah diperbaiki.

Tanki bahan bakar pesawat ulang alik atau space shuttle dibawa pulang ke museum. Tanki raksasa seberat 33 ton seperti ini , dahulunya digunakan sebagai tangki bahan bakar utama. Tabung tersebut dipasang di pesawat ruang angkasa, dan terakhir dilepas setelah mencapai ruang angkasa.

Teknik umum menyambung dua metal adalah di solder atau di las. Dibutuhkan panas, dan satu bagian atau dua bagian akan dirusak. Lem metal ke metal MesoGlue bentuknya seperti lem, dapat merekatkan bagian metal ke metal. Termasuk menyambung pipa, pendingin heatsink ke CPU bahkan bahan kaca.

Pembangkit nuklir dengan bahan bakar thorium menjadi solusi pembangkit yang aman dan murah. Bahan thorium lebih banyak dibanding uranium, biaya perawatan murah. Skala kecil dengan biaya 1000 dollar menyalakan 10 rumah seumur hidup

Melihat reaktor nuklir sepertinya menyeramkan. Melihat video ini terlihat warna air menjadi biru. Mungkin setelah reaktor mendapatkan kekuatan yang disebabkan partikel bermuatan seperti elektron

Bagaimana reaktor fusi nuklir bekerja. Mengapa lebih aman dan menjadi energi masa depan. Rekor EAST capai 1000 detik dengan 70 juta derajat Celcius. Reaktor fusi nuklir Wendelstein 7-X di  Jerman, dan reaktor ITER rampung 50 persen. Mengapa fusi nuklir sangat penting, atau harapan energi.

Bagaimana membangun sebuah satelit. Setelah diluncurkan akan digunakan tapi dilupakan. Bila gagal tidak bisa di servis , bila rusak akan menjadi sampah di ruang. angkasa. Seluruh tahap pengujian akan dilakukan di pabrik satelit, karena setelah diluncurkan tidak ada kesalahan.



Youtube Obengplus


Trend