有人可能會爭辯說,“本質(zhì)上不邪惡”的說法并不完全準確。畢竟,放射性的钚如果被吸入體內(nèi),其產(chǎn)生的α粒子會停留在肺部并殺死肺部細胞,導(dǎo)致致命的并發(fā)癥。這種物質(zhì)還可以通過血液傳播到其他器官,引起功能衰竭。但請記住,地球上天然狀態(tài)的钚幾乎不存在,它的主要來源是人類社會的核活動。因此,可以說它的惡只是因為人類對這種金屬的使用。
由于钚的裂變特性(在某些條件下發(fā)生核裂解反應(yīng),釋放出巨大的能量),其同位素如Pu-239或Pu-241等非常適合用于核彈,Pu-238則是用于航天器的理想動力源。近日,NASA從美國能源部(DOE)接收了巨量的钚(1磅,約0.5千克),并自豪地宣稱離使用Pu為未來太空任務(wù)提供燃料又近了一步。這個重量對普通人來說可能很小,但DOE在橡樹嶺國家實驗室為NASA生產(chǎn)的這批Pu-238是美國重啟生產(chǎn)十多年以來最大的批次。
六十多年前,NASA便已經(jīng)開始將Pu-238作為燃料驅(qū)動所謂的放射性同位素動力系統(tǒng)(radioisotope power systems,RPS),其進行的數(shù)十次重要探測任務(wù)中都有RPS的身影,比如旅行者1號、2號、卡西尼-惠更斯號以及近期的毅力號火星探測器。在火星車上,由Aerojet Rocketdyne和Teledyne公司設(shè)計制造的RPS被稱為多用途放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器(Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator,MMRTG),作為一個微小的反應(yīng)堆,它可以將Pu-238自然衰變產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)化為電能。MMRTG的輸出功率110W, 約為一個燈泡所需的電力,但對于毅力號執(zhí)行一些科學(xué)任務(wù)來說已經(jīng)足夠了。
在另一種叫做輕量級放射性同位素加熱單元(Light Weight Radioisotope Heater Unit,LWRHU)的應(yīng)用中,放射性材料的衰變被轉(zhuǎn)化為熱能,用于在宇宙中為飛船的系統(tǒng)組件保溫,保證正常工作。一般來說,NASA會根據(jù)任務(wù)需求、飛船大小等因素考慮在太空船上布置多個LWRHU。例如,阿波羅11號使用了兩套共15個這樣的裝置,而伽利略號則高達120個。這個數(shù)字看上去很大,但需要注意的是內(nèi)含單個Pu-238顆粒、2號電池大小的LWRHU輸出熱功率只有大約1瓦。
近期DOE的Pu-238順利交付被NASA視為重要里程碑,有望實現(xiàn)到2026年平均每年1.5千克的生產(chǎn)目標。Pu燃料的需求增長主要源于NASA未來幾年內(nèi)計劃的大量太空任務(wù),包括“阿爾忒彌斯”探月計劃以及一些更大膽的嘗試,比如抵達其他行星。NASA并沒有明確說明從DOE獲得的Pu-238將用于什么用途,但這樣一個科學(xué)機構(gòu)應(yīng)該不會產(chǎn)生浪費或用來作惡。