Ruimtevaart hongert naar plutonium
”Als je een satelliet de ruimte in stuurt, moet je de apparaten aan boord van energie voorzien. Blijft zo'n kunstmaan rondom de aarde cirkelen, dan kun je dat doen met zonne-energie, vandaar de zonnepanelen. Maar gaat de satelliet veel verder weg van de zon, dan komt er een moment dat de zonnestralen niet meer sterk genoeg zijn om energie op te wekken en moet je zoeken naar een andere energiebron. Dat is in dit geval de radioactieve stof plutonium, meer precies het isotoop plutonium 238. Een kleine massa plutonium levert al heel veel energie, zodat een ruimtemissie decennia vooruit kan met een kleine hoeveelheid.”
Hoeveel plutonium jaagt de ruimtevaart er eigenlijk doorheen?
“Uiterst weinig in vergelijking met wat er jaarlijks in kernreactoren over de hele wereld wordt gebruikt. Ten eerste gebruikt een satelliet niet veel energie: voor de verplaatsing van de satelliet is in de ruimte geen brandstof nodig, het gaat vooral om de energie die het ruimtestation gebruikt om bijvoorbeeld metingen te doen en die door te sturen naar de aarde, of om de temperatuur aan boord constant te houden. Het zou gaan om enkele kilo's per satelliet, en daar kan zo'n schip tientallen jaren mee doen. Op dit moment zijn er bovendien maar twee ruimtemissies die lopen op plutonium: eentje op weg naar Pluto en een rond Saturnus.”
Waar haalden de Amerikanen hun plutonium tot nu toe vandaan?
“Tot 1988 maakten ze het plutonium 238 zelf, door in speciale kernreactoren het neptunium 237 met neutronen te bestralen. Dit neptunium is een bijproduct van kernwapenproductie. Sinds de val van de muur en het eind van de wapenwedloop kopen de VS het in Rusland. Nu de Russen ook hebben besloten met deze productie te stoppen, dreigt er over een jaar of acht een tekort, dus moet de NASA er op een andere manier aan zien te komen. Daarom pleit de ruimtevaartorganisatie ervoor dat de VS het weer zelf gaan produceren.”
Is het nodig daarvoor kernwapens te produceren?
“Nee, de Amerikanen hebben nog een grote voorraad neptunium 237 liggen. Dat is genoeg om vijftig jaar lang jaarlijks vijf kilo plutonium 238 te maken. Daarmee kunnen ze voorlopig vooruit. Ook al omdat ze het rendement willen verbeteren waarmee in een satelliet de stralingswarmte wordt omgezet in elektriciteit. Je hebt dan dus minder plutonium nodig. Bovendien zijn er alternatieve manieren om plutonium 238 te maken, bijvoorbeeld door uranium te bestralen met deuterium, een vorm van zwaar water. Maar dat is wel een heel kostbaar proces. Als de NASA iets duidelijk heeft willen maken, dan is het dat er nu extra geld nodig is. De organisatie praat over 150 miljoen dollar. Dat bedrag is nodig voor investeringen om met twee bestaande reactoren in Amerika weer Plutonium 238 uit de voorraad neptunium te kunnen maken.”
Maar hoe je het ook vervaardigt, plutonium blijft toch eng spul?
“Het heeft niet zo'n goede reputatie omdat het ook in atoombommen zit. Het is dan ook erg giftig en heel radio-actief. Plutonium 238 heeft een halfwaardetijd van 88 jaar, dat wil zeggen dat het 88 jaar duurt voordat de stof de helft van zijn radioactiviteit heeft verloren. Maar over de hoeveelheid waar de NASA over praat moet je niet te bang doen. Op dit moment wordt er in honderden kerncentrales over de hele wereld veel meer plutonium geproduceerd dan die enkele kilo's die de ruimtevaart nodig heeft, dus daar maak ik me niet zo'n zorgen over. Wat wel een probleem is, is wat er gebeurt als de lancering van zo'n satelliet mislukt. Het toestel valt terug op de aarde en er is dan een kans dat het plutonium verbrandt. Dan vind je dat heel fijn verdund terug in de atmosfeer, en de stof heeft de nare eigenschap vooral kankerverwekkend te zijn als je het in minuscuul kleine deeltjes inademt. Er wordt overigens onderzoek gedaan naar andere, betere manieren om satellieten van energie te voorzien maar zo ver zijn we nog niet.”