核電源

核電源一般均由熱源、換能器（熱電轉換器）和散熱器三部分組成。

基本介紹

• 中文名：核電源
• 外文名：Nuclear power

航天核電源

航天使用的核電源有放射性同位素溫差發電器、核反應堆溫差發電器和熱離子發電器。一般均由熱源、換能器（熱電轉換器）和散熱器三部分組成。

能量轉換

同位素溫差發電器的常用熱源（又稱燃料）為放射性同位素鈽 238或它的氧化物，它衰變時產生α粒子,不需要厚的禁止物。為防止發電器再入大氣層時燒毀而造成污染，熱源外盒由特種石墨材料製成。換能器的主要部分是溫差電偶，由碲化鉛、碲銻鍺銀四元合金或鍺矽合金的p型和n型等半導體元件組成。多對電偶經串聯和並聯構成電堆，熱端靠近熱源盒，冷端連線散熱器。

散熱器由導熱良好的金屬製成，使冷端溫度儘量低，以增大溫差，提高熱電轉換效率。發電系統總的熱電轉換效率為4.2%～6.6%，比功率為 1.3～4.2瓦/千克。這種發電器系統簡單、可靠、熱源工作期長，但鈽238難於大量生產，價格高,電功率小(1千瓦以下),比功率和熱電轉換效率都低。1961年美國發射“子午儀”號導航衛星首次使用同位素溫差發電器，電功率為2.7瓦,比功率約為1.3瓦/千克。核反應堆溫差發電器的熱源為鈾235,衰變產生的熱用鈉鉬熱管導至溫差電堆的熱端。

鈾 235衰變後產生大量快中子和γ射線，會嚴重影響太空飛行器上電子器件的功能，須用厚鉛層禁止。1965年發射的SNAP-10A衛星上採用了這種電源，電功率為560瓦，燃料11千克,工作43天。熱離子發電器將鈾 235衰變產生的熱傳到熱離子二極體的發射極，使之加熱產生熱離子，這些熱離子通過電極間的銫蒸汽傳至收集極而得到電能。一種實用的熱離子發電器的發射極溫度為1773K,收集極溫度為773K。每台發電器備燃料50千克,功率3～5千瓦。這類發電器使用的鈾235價格較低，供應容易，但發電器的可靠性較差。