Радиоактивные изотопы как источники тепла

В Советском Союзе прошел успешные испытания и принят к массовому изготовлению изотопный источник Бета , в котором в качестве источника тепла используется -радиоактивный изотоп Се 4 (Ti/j = 290 дней). Изотопный источник Бета предназначен для питания автоматических метеорологических станций. Источник снабжен специальным накопителем, который позволяет получать мощность до 200 вт для питания радиопередатчика с большим радиусом действия (до 600 км). [c.408]

Между тем ядерные реакторы и радиоактивные изотопы могут быть также новыми эффективными источниками тепла в энергетических установках с термоэлектрическими генераторами. В них отходящее тепло непосредственно, без осуществления промежуточного парового или газового цикла используется для выработки электрического тока. Такие установки на полупроводниках, предназначаемые для питания приборов небольшой электрической мощности автоматических метеостанций, космических аппаратов и пр., разработаны и прошли эксплуатационную проверку в СССР и США. [c.185]

Термоэлектрогенераторы применяются в качестве бортовых источников питания на космических объектах. В США разрабатывается термоэлектрогенератор Sисточником тепла в котором служит радиоактивный изотоп полония (Ро ). Материал термоэлементов в этом генераторе — теллуриды свинца р и п-типов. Температура горячего спая 593° С, холодного спая — 204° С. Примерно 27 пар термоэлементов. Напряжение при макси- [c.111]

Радиоактивные изотопы как источники тепла [c.145]

Период полураспада изотопа должен быть не меньше нескольких месяцев (порядка 100 дней). Это определяется сроками изготовления изотопного топлива, временем его хранения и необходимостью регулирования мощности теплового источника. Верхний предел полураспада в некоторой степени произволен. Его можно принять равным 100 годам, поскольку радиоактивные изотопы с периодом полураспада свыше 100 лет характеризуются очень низкой плотностью тепловыделения и поэтому как источники тепла практически не используются. [c.145]

При использовании радиоактивных изотопов в качестве источников тепловой энергии стоимость генерируемого тепла зависит от длительности срока службы этих источников. Примерная зависимость стоимости энергии для различных изотопов от срока службы генератора приведена в табл. 7.5. При этом стоимость изотопов определялась с учетом усовершенствованной тех нологии их выделения и упаковки [7]. [c.150]

Система регулирования мощности. Важная особенность изотопных источников — экспоненциальный спад тепловой мощности по мере распада изотопа. На рис. 7.5 показано изменение тепловой мощности со временем для некоторых радиоактивных изотопов, используемых в качестве источников тепла. Тепловая мощность короткоживущих изотопов (полоний-210, кюрий-242, церий-144) падает довольно быстро. Так, мощность генераторов на полонии-210 и кюрии-242 через 3—4 месяца уменьшится более чем [c.159]

Программой разработки первых изотопных генераторов предусматривалось создание демонстрационной энергетической установки с радиоизотопным источником тепла и термоэлектрическим способом преобразования этого тепла в электрическую энергию. В результате оценки свойств радиоактивных изотопов и последующего их [c.182]

Известно более 1 ООО радиоактивных изотопов. Однако использовать в качестве источников тепла оказывается возможным лишь около десяти. Главными параметрами, которые ограничивают выбор, являются период полураспада и величина удельного энерговыделения, т. е. количество энергии, которое генерируется в единице объема пли веса изотопного топлива. Период полураспада — это время, в течение которого в среднем распадается половина всех атомов данного радиоактивного вещества, другими словами, время, по прошествии которого энерговыделение в радиоизотопном топливе упадет в 2 раза. [c.114]

Так же как и в случае распада радиоактивных изотопов, наиболее очевидным способом применения реакции расщепления является использование ее в качестве источника тепла. Наиболее простым методом, по-видимому, может быть непосредственный нагрев рабочего тела (фиг. 1.27). То обстоятельство, что в данном [c.71]

Распад радиоактивного изотопа обычно сопровождается выделением довольно большого количества энергии, которую несут а-частицы, р-частицы и -фотоны. Фотоны большой энергии являются сильно проникающими частицами и поэтому должны пройти через большую массу материала, чтобы потерять свою энергию, а- и р-частицы имеют массу покоя, заряжены и быстро теряют свою энергию благодаря процессам ионизации, возникающим при их прохождении через вещество. Вследствие этого -излучатели не в такой мере пригодны в качестве радиоизотопов — источников тепла, как а- и Р-излучатели. Энергия распада потен- [c.533]

Использование радиоизотопов в качестве источников тепла затруднено тем, что невозможно контролировать скорость выделения энергии таким образом, необходимо предусматривать вспомогательную систему охлаждения с целью предотвращения разрушения (плавления или испарения) источника тепла в то время, когда он не используется. Другой недостаток связан с ограниченными возможностями производства радиоизотопов [31]. При таком высоком значении коэффициента полезного действия преобразования, как 1%, потребовался бы реактор с установленной мощностью 10 Мет, чтобы получить источники тепла для двигателей большого ракетного летательного аппарата, действующих в течение месяца. Такая мощность па порядок выше мощности всех силовых установок США, действующих в настоящее время. Основной недостаток рассматриваемого метода состоит в том, что удельная выходная мощность почти любого из пригодных к использованию радиоактивных изотопов очень низка с точки зрения стандартных характеристик ракетного дви- [c.534]

Наиболее очевидным методом использования распада радиоактивных изотопов является их применение в качестве источника тепла для разогрева рабочей газовой смеси до высокой температуры. Недостатком этого метода является то, что мы не можем управлять интенсивностью выделения тепла. Для того чтобы предотвратить расплавление или испарение радиоактивного изотопа — источника тепла, когда он не используется, нужны вспомогательные системы охлаждения. Другим недостатком является то, что удельная мощность радиоактивных изотопов, которые можно использовать, слишком мала, если подходить с точки зрения требований к ракетным двигательным установкам. Короче говоря, использование радиоактивных изотопов в ракетных двигателях не имеет заманчивых перспектив, исключая случай большой продолжительности работы двигателя малой тяги (речь идет об ионном двигателе — проект SNAP). [c.69]

В СССР, как и во многих других странах, во все возрастающем количестве ведется строительство атомных электростанций, вырабатывающих электрический ток и тепло для производственных и бытовых нужд. Атомные энергетические установки, заменяющие обычные паросиловые агрегаты и двигатели внутреннего сгорания, вводятся на морских транспортных судах и на кораблях военно-морского флота. Мощные источники ядерных излучений — ядерные реакторы и ускорители заряженных частиц — все шире используются в исследовательской практике и в промышленности для эффективного проведения технологических процессов. Широкое распространение получили радиоактивные изотопы, используемые как источники тепла в специальных генераторах электрического тока и как источники излучений в различных промышленных, исследовательских и медицинских приборах, аппаратах и установках. Не менее широко распространены стабильные изотопы ( тяжелая вода, изотопы урана, бора, азота, неона и многих других химических элементов), применяемые во многих областщ научных исследований, в промышленности и в медицинской практике. [c.161]

ТЭЭЛ с ядерным источником тепла. При использовании для ТЭГ ядерного источника тепла — тепловыделяющих элементов из урана (или плутония) или радиоактивных изотопов необходимо учитывать ряд специфических особенностей. Основной из них является возможность подвода тепла к горячему спаю ТЭЭЛ без промежуточного теплоносителя. Это открывает перспективу использования большого температурного перепада, вплоть до 2000° С, без усложнения конструкции установки. [c.91]

Важным моментом, определяющим многие особенности установок ТЭГ, является выбор источника тепла (йли типа топлива). Источник тепла определяет конструкцию, а часто и сферу применения термоэлектрических установок. Так, использование arojviHoft энергии (ядерных реакторов) связано с дорогостоящей начальной загрузкой ядерного горючего, тяжелой защитой от излучений, но эти источники тепла (а также радиоактивные изотопы) могут работать в космосе и под водой. [c.109]

Критерии выбора радиоактивных изотопов. В настоящее время известно более 1000 радиоактивных изотопов, и только некоторые из них пригодны для использования в качестве йсточников тепла. Выбор изотопов для указанных целей производится в первую очередь с учетом их физических свойств, таких, как период полураспада, удельная мощность, уровень кинетической энергии и тип проникающего излучения. Чрезмерная токсичность и наличие жесткого у-излучения особенно нежелательны для радиоизотопных источников тепла. [c.145]

Уровень кинетической энергии излучения — важный критерий пригодности радиоактивного изотопа, поскольку степень нагрева топлива зависит от величины этой энергии. Максимальная энергия у а-излучателей, отобранных на основе критерия периода полураспада, находится в интервале 4—7 Мэе, а у Р-излучателей — в интервале. 0,2—3 Мэе, Низкий уровень кинетической энергии излучения может исключить изотоп из числа пригодных, несмотря на приемлемый период полураспада. Например, период полураспада трития составляет 12,26 лет, но из-за низкой энергии Р-частиц максимальная энергия 0,018 Мэе) он не может быть использован как источник тепла. Характеристики радиоактивных изотопов, потенциально пригодных для термоэлектрических генераторов, приведены в табл. 7.1. Однако вышеуказанные ограничения недостаточны для практических целей. Необходимо также учитывать фи-зико-химические и технические характеристики радиоизотопного топлива (табл. 7.2). Топливо должно обладать высокой химической стабильностью и достаточно хорошими технологическими свойствами при высоких температурах (от 500 до 1600° С). К таким свойствам относятся темпфатура плавления, газовыделения (образование гелия в а-излучателях), теплопроводность и плотность. [c.146]

Оценка радиационной опасности в случае пожара на стартовой площадке показала, что контейнер с источником тепла расплавится и радиоактивный изотоп попадет в окружающую атмосферу. При этом, по расчетам фирмы Мартин , образуется радиоактивное облако, которое поднимется на высоту до 26 и будет двигаться по направлению ветра, возрастая в объеме по мере рассеяния. Результаты расчета количества кюрия-242, могущего попасть в организм человека в зависимости от расстояния до места аварии, приведены ниже. Эти данные получены для скорости ветра 3,8 м1сек (средняя для мыса Кеннеди), скорости вдыхания 500 см сек и степени усвоения кюрия организмом 0,12 вдыхаемого количества. [c.198]

Рад но изотопные нсточннки электроэнергии состоят из источника тепловой энергии, которым являются радиоактивные изотопы, и термоэлектрического преобразователя. Радиоактивные изотопы обладают свойством самопроизвольно распадаться. Распад сопровождается ядернымн превращениями и выделением тепла. Время распада характеризует период полураспада — величина, постоянная для данного радиоактивного изотопа, которая определяет срок службы источника. Для различных изотопов период пат>распада имеет значения от долей секунды до миллионов лет. С помощью термоэлектрического преобразователя тепло, выделяемое изотопом, преобразуется в электроэнергию. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...