Генератор изотопный

Генератор изотопный – устройство, вырабатывающее ток с помощью термоэлектрического преобразователя из тепла, которое выделяется при распаде радиоактивных изотопов. В изотопных генераторах используется топливный блок, который представляет собой объединенные герметические ампулы, изготовленные из тугоплавкого металла, в которые заключен изотоп. За счет теплопроводности или посредством излучения происходит передача теплоты от топливного блока к преобразователям. Чтобы избежать тепловых утечек, используется теплоизоляция, которая заполняет собой пространство между преобразователями. В качестве примера материала, используемого в качестве источника тепла, можно привести плутоний-238, относящийся к веществам, период полураспада которых может составлять десятки лет. Существуют более легкие, но и соответственно более короткоживущие изотопы, например полоний-210, церий-144. Срок службы изотопного генератора напрямую зависит от периода полураспада изотопа и срока эксплуатации преобразователей.

Выбор изотопа определяется задачами космического аппарата и возможностями по установке более мощной защиты. Ведь у каждого изотопа свои параметры излучения, и для плутония-238 требуется более легкая защита, нежели для излучателя типа стронций-90.

В изотопных генераторах применяются термоэлектрические преобразователи, которые изготовлены из высоколегированных соединений полупроводников, например кремния, германия и других.

Рабочие температуры превышают 1000 °C, а отвод тепла осуществляется с холодных спаев термоэлектрических преобразователей, у которых температура не превышает 500 °C.

В качестве перспективного направления рассматривается применение термоэмиссионных преобразователей, которые характеризуются более высокой рабочей температурой, порядка 1600 °C, что естественно повлечет за собой поиск и создание высокотемпературных изотопных соединений. Наиболее рациональным считается использование изотопных генераторов при требуемых электрических мощностях в сотни ватт, но не более 1 кВт, причем срок службы будет составлять несколько лет, но не более того. Изотопным генератором «Орион-1» массой около 8 кг и изотопом полоний-210 были оснащены советские искусственные спутники Земли серии «Космос», а точнее, два аппарата из этой серии: «Космос-84» и «Космос-90». Ресурс генератора составил около 220 суток при полезной мощности до 20 Вт.