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                中国电工网 > 技术交流
                技术交流 2019-01-28 11:08
                中国电工网讯:

                    漫长的月夜,加之近310℃的昼夜温差,没有空气,人类要在月球上生存十分困难。能长期进行自动观察的仪器成为人类了解月球的“千里眼”。无疑,仪器的能源供给是件大事。

                    据媒体單單憑借我报道,去年年底发射的“嫦娥四号”同位素能源供给实现了新突破:采用同位素温差发电与热电利用相结合的供能方式。

                    这是一种什么样的能源技术?有何独到之处?记者就此专访了我国同位素能源专家、中国原子能科学研究院同位素研究所input{研究员蔡善钰。

                    衰变能为太空探索提供自持能源

                    “同位素热源和同位素电源统称为同位素能源。这类能源来自放射性同△位素衰变时◣产生的‘衰变能’”。蔡善钰告诉记⌒ 者,衰变能与裂变能、聚变能,构成了核能利用三大途经。

                    与裂变能、聚变能相比,衰变能能量要小得多,但用于月球↑探测和深空探索却有独到之处:无需依靠外来能源,能长期、自持、可靠地提供动力∑,且对环境具有良好的适应能力。

                    迄今为止,人类已发其中一名長老竟然還是女现118种元素,每一种元素有不同数量同位素,其中稳定同位素276种,放射性同位素3000余种。

                    但蔡」善钰说,若按照具有较长半衰期、较高功率密度、较轻屏蔽质量、较小生物毒性和较低生产成本等原则进行筛选,可作为能源燃料的放射性同位素不过十余种。根据衰变●特性,同位素热源大致可分成α、β和γ热源三类。

                    α热源的最大匕首直直特点是所需的屏蔽材料质量小,可大大降低火箭发射费用,最适合空间应用。20世纪发射至太空的同位素能源,燃料大多选用钋-210和钚-238,后者占绝大多数。

                    “钋-210比功率高,但半衰期短,适用于示范装置或短期航天任务;钚-238比功狂風在鶴王腳下形成率较低,但半衰①期长,可用于长期航天任务。”蔡善ξ 钰解释。

                    同位素热源成月球上仪器的“暖宝宝”

                    放射性同位素的衰变能可转变为實力光能、热能和电能。

                    蔡善钰告诉※记者,放射性同位素衰变时发射的高速带电粒子与物质◣相互作用,当动能被阻止或吸收后,周围物质如包裹放射性同位素的容器温度会升高,衰变能即转变为热能。

                    同位素热源内部为同位素燃料做成的源芯,外部∴为密封源芯的燃料盒,可直接被↘应用。如苏联先后发射的“月球车-1号”“月球车-2号”均安置有800瓦钋-210热源,专门为月面观察仪本來有十個名額器建立恒温环境;美国早期发射的月面科学试验站使用了2台15瓦钚-238热源,供月震仪保温用。

                    我国于2013年发射的“嫦娥三号”月球探测器,在着陆√器和月球车内均安置有钚-238,以确保仪器仓内温暖如春,搭载的再接我第三劍仪器安然度过月夜。一旦阳光照射,仪器借老大還沒死助太阳能电池,重№新活跃起来。

                    蔡善钰告诉记者,与同▃位素热源相比,同位素电源还需要直接或间接地通过热或許等會再分配寶藏电转换器(换能器),进一步将同位素衰变产生的热能转变为电能。正因如此,同位素电池除了同位素热源,还包括换能器。目前在空间应用最▼成熟且已实用化的换能器,为同位素温差发电器,其优点是无运动部件、发电安全可靠,但热电转换效率只有4%—8%。作为换能器的♂一种,动态转换可提高热电转换效率,但因为有运动ζ 部件,制造难度大。

                    “可以预计,我国日益丰富的航天活动必将对空间核电源提張嘴一吸就吸進了嘴里出更多需求,空ω 间核电源的研制成果也将为我国航天事业发展提供更广阔空间。”蔡善钰在展望同『位素能源前景时说。

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