米国は27年ぶりに宇宙ミッションの動力源としてプルトニウム238を生産
アラン・ボイル著
米エネルギー省は27年の中断を経て、火星のNASAの探査車キュリオシティや冥王星とその先を目指すニューホライズンズ計画の燃料となる放射性燃料、プルトニウム238の生産を再開した。
この材料は、将来の宇宙ミッションにおける放射性同位元素熱電発電機（RTG）に使用される予定です。RTGは熱だけでなく電気も生成します。映画『オデッセイ』では、孤立した宇宙飛行士を保温するためにRTGが再利用されています。特に、太陽エネルギー探査機では困難な外惑星へのミッションに適しています。プルトニウムを燃料とする将来のミッションには、木星（エウロパなど）や土星（エンケラドゥスなど）の謎の氷に覆われた衛星の探査飛行が含まれる可能性があります。
「エネルギー省のチームメイトによるこの重要な成果は、太陽系探査における新たなルネッサンスの兆しです」と、NASAの科学担当副長官であるジョン・グランズフェルド氏は本日のニュースリリースで述べた。「放射性同位元素発電システムは、宇宙の謎を解き明かすという私たちの探求において、次世代の惑星探査機、着陸機、そして探査車に電力を供給するための重要なツールです。」
米国の宇宙ミッションは27回にわたりRTGを使用しましたが、冷戦終結に伴い、プルトニウム生産インフラも縮小しました。1988年にサウスカロライナ州のサバンナリバー工場のK原子炉が閉鎖されたことで、米国産プルトニウム238の供給は途絶えました。そのため、米国はソ連崩壊後のロシアからプルトニウムを購入せざるを得なくなりました。
プルトニウムの他の放射性同位体は核兵器に使用され、異なるプロセスで製造されます。
エネルギー省は、テネシー州オークリッジ国立研究所の原子炉で、ゴルフボール大の50グラムのプルトニウム238の塊を製造し、燃料製造の新たな手法を実証したと発表した。アイダホ国立研究所のネプツニウム237をアルミニウムと混合し、原子炉で照射することでネプツニウム238を生成する。ネプツニウム238は急速に崩壊してプルトニウム238となる。プルトニウムは粉末状の酸化物に変換され、ロスアラモス国立研究所に輸送され、さらなる処理と保管が行われる。
最初のサンプルは、化学純度とプルトニウム238の含有量について分析されます。生産が本格的に開始されると、NASAとエネルギー省は年間約12オンス（300～400グラム）のプルトニウム酸化物を生産する予定です。最終的には、年間3.3ポンド（1.5キログラム）の生産量まで増産される予定です。
エネルギー省によれば、プルトニウム238の生産を再開するための取り組みには年間約1500万ドルの費用がかかっている。
現在、米国のプルトニウム238の備蓄量は約77ポンド（35キログラム）です。このうち、将来の宇宙船の仕様を満たすのに十分な熱量を確保できるのはわずか半分です。残りの半分は古すぎて冷えていますが、新たに生産されるプルトニウムと混合して備蓄量を増やすことができます。RTG（核燃料再処理プラント）1基あたり、約10～18ポンドのプルトニウム238が必要です。
RTGを使用する次のミッションは、4年後に打ち上げ予定のNASAの2020年火星探査車です。このミッションに必要なプルトニウムは、既存の備蓄から生産されています。
