Det hender at vi i serien beveger oss fra det fantastiske til det vanlige. Sist vi snakket om kraftreaktorer, er det åpenbare neste trinnet å snakke om termoelektriske generatorer med radioisotoper. Nylig på Habré var det et utmerket innlegg om RTG for Cassini -sonden, og vi vil vurdere dette emnet fra et bredere synspunkt.

Prosessfysikk

Varmeproduksjon

I motsetning til en atomreaktor, som bruker fenomenet kjernefysisk reaksjon, radioisotopgeneratorer bruke det naturlige forfallet av radioaktive isotoper. Husk at atomer består av protoner, elektroner og nøytroner. Avhengig av antall nøytroner i kjernen til et bestemt atom, kan det være stabilt, eller det kan vise en tendens til spontan forfall. For eksempel er kobolt 59 Co -atomet med 27 protoner og 32 nøytroner i kjernen stabilt. Slik kobolt har blitt brukt av menneskeheten siden tiden Det gamle Egypt... Men hvis vi legger til ett nøytron til 59 Co (for eksempel ved å plassere "normal" kobolt i en atomreaktor), får vi 60 Co, en radioaktiv isotop med en halveringstid på 5,2 år. Begrepet "halveringstid" betyr at om 5,2 år vil et atom forfalle med en sannsynlighet på 50%, og omtrent halvparten av hundre atomer vil forbli. Alle "vanlige" elementer har sine egne isotoper med forskjellige perioder halvt liv:

3D isotopkart, takk skorpe gruppe for bildet.

Ved å velge en passende isotop er det mulig å få en RTG med nødvendig levetid og andre parametere:

Isotop	Metode for å skaffe	Spesifikk effekt, W / g	Volumetrisk effekt, W / cm³	Halvt liv	Integrert energi av isotopforfall, kWh / g	Arbeidsform for isotopen
60 Co (kobolt-60)	Bestråling i reaktoren	2,9	~26	5 271 år	193,2	Metall, legering
238 Pu (plutonium-238)	kjernereaktor	0,568	6,9	86 år	608,7	Plutoniumkarbid
90 Sr (strontium-90)	fisjonfragmenter	0,93	0,7	28 år	162,721	SrO, SrTiO 3
144 Ce (cerium-144)	fisjonfragmenter	2,6	12,5	285 dager	57,439	CeO 2
242 Cm (curium-242)	kjernereaktor	121	1169	162 dager	677,8	Cm 2 O 3
147 Pm (promethium-147)	fisjonfragmenter	0,37	1,1	2,64 år	12,34	Pm 2 O 3
137 Cs (cesium-137)	fisjonfragmenter	0,27	1,27	33 år	230,24	CsCl
210 Po (polonium-210)	bestråling av vismut	142	1320	138 dager	677,59	legeringer med bly, yttrium, gull
244 Cm (curium-244)	kjernereaktor	2,8	33,25	18,1 år	640,6	Cm 2 O 3
232 U (uran-232)	thoriumbestråling	8,097	~88,67	68,9 år	4887,103	dioksid, karbid, uranitrid
106 Ru (ruthenium-106)	fisjonfragmenter	29,8	369,818	~ 371,63 dager	9,854	metall, legering

Det faktum at forfallet av isotoper skjer uavhengig betyr at RTG ikke kan kontrolleres. Etter å ha lastet drivstoff, vil det varme opp og produsere elektrisitet i årevis, gradvis nedbrytende. Å redusere mengden spaltbar isotop betyr at det blir færre atomforfall, mindre varme og strøm. I tillegg vil nedgangen i elektrisk kraft forverre nedbrytningen av den elektriske generatoren.
Det er en forenklet versjon av RTG, der isotopens forfall bare brukes til oppvarming, uten å generere elektrisitet. En slik modul kalles en varmeenhet eller RHG (Radioisotope Heat Generator).

Konvertere varme til elektrisitet

Som i tilfellet med en atomreaktor er produksjonen varme, som må konverteres til elektrisitet på en eller annen måte. For å gjøre dette kan du bruke:

• Termoelektrisk omformer. Ved å koble to ledere fra forskjellige materialer(for eksempel krom og aluminium) og oppvarming av en av dem, kan du få en strømkilde.


• Termionisk omformer. I dette tilfellet brukes en elektronisk lampe. Katoden varmes opp og elektronene får nok energi til å "hoppe" til anoden og skape en elektrisk strøm.


• Termisk fotoelektrisk omformer. I dette tilfellet er en fotocelle koblet til varmekilden, som opererer i infrarød... Varmekilden avgir fotoner, som fanges opp av en fotocelle og omdannes til elektrisitet.


• Termoelektrisk omformer som bruker alkalimetaller. Her brukes en elektrolytt laget av smeltet natrium og svovelsalter for å omdanne varme til elektrisitet.


• Stirlings motor - varmemotorå konvertere temperaturforskjellen til mekanisk arbeid. Strøm hentes fra mekanisk arbeid bruker en slags generator.

Historie

Den første eksperimentelle radioisotop energikilden ble introdusert i 1913. Men bare fra andre halvdel av 1900 -tallet, med spredning av atomreaktorer, hvor det var mulig å få isotoper i industriell skala, Begynte RTG -er å bli brukt aktivt.

USA

I USA var SNAP -organisasjonen, som du allerede kjente fra forrige innlegg, engasjert i RTG -er.
SNAP-1.
Det var en eksperimentell 144 Ce RTG med en Rankine syklusgenerator (dampmaskin) med kvikksølv som kjølevæske. Generatoren fungerte vellykket 2500 timer på jorden, men fløy ikke ut i verdensrommet.

SNAP-3.
Den første RTG som fløy ut i verdensrommet på navigasjonssatellittene Transit 4A og 4B. Effekt 2 W, vekt 2 kg, brukt plutonium-238.

Vaktpost
RTG for en meteorologisk satellitt. Energikraft 4,5 W, isotop - strontium -90.

SNAP-7.
En familie av bakkebaserte RTG-er for fyrtårn, lette bøyer, værstasjoner, akustiske bøyer og lignende. Veldig store modeller, vekt fra 850 til 2720 kg. Energikraft - titalls watt. For eksempel SNAP -7D - 30 W med en masse på 2 tonn.

SNAP-9
Seriell RTG for transittnavigasjonssatellitter. Vekt 12 kg, elektrisk effekt 25 W.

SNAP-11
Eksperimentell RTG for målerlandingsstasjoner for landmålere. Det ble foreslått å bruke isotopen curium-242. Elektrisk energi- 25 W. Ikke brukt.

SNAP-19
Seriell RTG, brukt i en rekke oppdrag -meteorologiske satellitter Nimbus, sonder "Pioneer" -10 og -11, Mars -landingsstasjoner "Viking". Isotop - plutonium -238, effekt ~ 40 W.

SNAP -21 og -23
RTG for undervannsbruk på strontium-90.

SNAP-27
RTG -er for å drive det vitenskapelige utstyret til Apollo -programmet. 3,8 kg. plutonium-238 ga en energieffekt på 70 watt. Det månevitenskapelige utstyret ble slått av allerede i 1977 (mennesker og utstyr på jorden krevde penger, men det var ikke nok). RTG for 1977 produserte fra 36 til 60 watt elektrisk kraft.

MHW-RTG
Navnet står for "multisotwatt RTG". 4,5 kg. plutonium-238 ga 2400 watt termisk effekt og 160 watt elektrisk kraft. Disse RTG-ene var på Lincoln Experimental Satellites (LES-8,9) og har levert varme og elektrisitet til Voyagers i 37 år. For 2014 gir RTG -er omtrent 53% av sin opprinnelige kapasitet.

GPHS-RTG
Den kraftigste av rom -RTG -ene. 7,8 kg plutonium-238 ga 4400 watt termisk effekt og 300 watt elektrisk kraft. Den ble brukt på Ulysses solsonde, Galileo og Cassini-Huygens sonder og flyr til Pluto på New Horizons.

MMRTG
RTG for nysgjerrighet. 4 kg plutonium-238, 2000 W termisk effekt, 100 W elektrisk kraft.


Varm plutoniumlampe.

RTG i USA med referanse i tide.

Sammendragstabell:

Navn	Media (nummer på enheten)	Maksimal effekt		Isotop	Drivstoffvekt, kg	Full vekt, kg
		Elektrisk, W	Termisk, W.
MMRTG	MSL / Curiosity rover	~110	~2000	238 Pu	~4	<45
GPHS-RTG	Cassini (3), New Horizons (1), Galileo (2), Ulysses (1)	300	4400	238 Pu	7.8	55.9-57.8
MHW-RTG	LES-8/9, Voyager 1 (3), Voyager 2 (3)	160	2400	238 Pu	~4.5	37.7
SNAP-3B	Transit-4A (1)	2.7	52.5	238 Pu	?	2.1
SNAP-9A	Transitt 5BN1 / 2 (1)	25	525	238 Pu	~1	12.3
SNAP-19	Samtidig ble RTG -er veldig aktivt brukt i beacons, navigasjonsbøyer og annet bakkeutstyr - "BETA", "RTG -IEU" -serien og mange andre. Design Nesten alle RTG -er bruker termoelektriske omformere og har derfor samme design: Perspektiver Alle flygende RTG -er kjennetegnes ved en veldig lav effektivitet - som regel er den elektriske effekten mindre enn 10% av den termiske effekten. Derfor, på begynnelsen av det 21. århundre, lanserte NASA ASRG -prosjektet - en RTG med en Stirling -motor. Det var forventet en økning i effektiviteten med opptil 30% og 140 W elektrisk kraft ved 500 W termisk effekt. Dessverre ble prosjektet stoppet i 2013 på grunn av overbudsjett. Men teoretisk sett kan bruken av mer effektive varme-til-elektrisitet-omformere alvorlig øke effektiviteten til RTG-er. Fordeler og ulemper Fordeler: En veldig enkel design. Det kan fungere i år og tiår, nedbrytes gradvis. Den kan brukes samtidig til oppvarming og strømforsyning. Krever ikke ledelse og tilsyn. Ulemper: Sjeldne og dyre isotoper kreves for drivstoff. Drivstoffproduksjonen er kompleks, dyr og treg. Lav effektivitet. Effekten er begrenset til hundrevis av watt. En RTG med kilowatt elektrisk kraft er allerede dårlig begrunnet, en megawatt gir praktisk talt ingen mening: den blir for dyr og tung. Kombinasjonen av slike fordeler og ulemper betyr at RTG og varmeenheter har sin nisje innen romkraftteknikk og vil beholde den i fremtiden. De gjør det mulig å enkelt og effektivt varme og levere strøm til interplanetære kjøretøyer, men man bør ikke forvente noe energigjennombrudd fra dem. Kilder til I tillegg til Wikipedia ble følgende brukt: Romkjernekraft: Åpne den siste horisonten. Tema "Domestic RTGs" på "News of Cosmonautics".

RTG(radioisotop termoelektrisk generator) - en radioisotopkilde for elektrisitet som bruker termisk energi som frigjøres under det naturlige forfallet av radioaktive isotoper og omdanner den til elektrisitet ved hjelp av en termoelektrisk generator.

Sammenlignet med atomreaktorer som bruker en kjedereaksjon, er RTG -er mye mer kompakte og strukturelt enklere. Utgangseffekten til RTG er veldig lav (opptil flere hundre watt) med lav effektivitet. På den annen side har de ingen bevegelige deler og er vedlikeholdsfrie gjennom hele levetiden, som kan vare i flere tiår.

applikasjon

RTG for romfartøyet "New Horizons"

RTG er som regel den mest akseptable energikilden for autonome systemer som krever flere titalls til hundrevis av watt med en veldig lang driftstid, for lang for brenselceller eller akkumulatorer.

I verdensrommet

Diagram over RTG brukt på Cassini-Huygens romfartøy

RTG er hovedkilden til strømforsyning for langtidsoppdrag og langt borte fra (for eksempel Voyager 2 eller Cassini-Huygens), der bruk av solcellepaneler er ineffektiv eller umulig.

Plutonium-238 i 2006, da han lanserte New Horizons-sonden, fant applikasjonen som en strømkilde for romfartøyutstyr. Radioisotopgeneratoren inneholdt 11 kg 238 Pu-dioksid med høy renhet, og produserte i gjennomsnitt 220 watt strøm gjennom hele reisen (240 watt i begynnelsen og, ifølge beregninger, 200 watt på slutten).

Radioisotope energikilder er enheter som bruker energien som frigjøres under radioaktivt forfall for å varme kjølevæsken eller omdanne den til elektrisitet.

Radioisotoper termoelektriske generatorer
(radioisotop termoelektrisk generator (RTG, RITEG)

En radioisotop termoelektrisk generator (RTG) omdanner den termiske energien som frigjøres under det naturlige forfallet av radioaktive isotoper til elektrisitet.
RTG-er består av to hovedelementer: en varmekilde, som inneholder en radioaktiv isotop, og termoelementer i fast tilstand, som omdanner termisk energi fra plutoniumforfall til elektrisitet. Termoelementer i en RTG bruker varmen fra forfallet til en radioaktiv isotop for å varme den varme siden av termoelementet og avkjøle rommet eller planetarisk atmosfære for å produsere en lav temperatur på den kalde siden.
Sammenlignet med atomreaktorer er RTG -er mye mer kompakte og strukturelt enklere. Utgangseffekten til RTG er veldig lav (opptil flere hundre watt) og lav effektivitet. På den annen side har de ingen bevegelige deler og er vedlikeholdsfrie gjennom hele levetiden, som kan vare i flere tiår.
I en forbedret type RTG - Multi -Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG), som har kommet i bruk nylig, har sammensetningen av termoelementet blitt endret. I stedet for SiGe bruker MMRTG PbTe / TAGS (Te, Ag, Ge, Sb) for termoelementer.
MMRTG er designet for å produsere 125 watt elektrisitet ved starten av et oppdrag, og faller til 100 watt etter 14 år. Med en masse på 45 kg gir MMRTG omtrent 2,8 W / kg elektrisitet i begynnelsen av livet. MMRTG -designen er i stand til å fungere både i vakuumet i det ytre rom og i planetarisk atmosfære, for eksempel på overflaten av Mars. MMRTG gir en høy grad av sikkerhet, minimerer vekten og optimaliserer effektnivået for en minimum levetid på 14 år.
NASA jobber også med en ny RTG -teknologi kalt Advanced Stirling Radioisotope Generator ASRG. ASRG, i likhet med MMRTG, omdanner forfallsvarmen til plutonium-238 til elektrisitet, men bruker ikke termoelementer. I stedet får forfallsvarmen gassen til å ekspandere og svinge et stempel som en bilmotor. Dette beveger magneten frem og tilbake gjennom spolen over 100 ganger per sekund, og genererer elektrisitet til romfartøyet. Mengden elektrisitet som genereres er mer enn MMRTG, med ca 130 watt, med mye mindre plutonium-238 (ca. 3,6 kg mindre). Dette er resultatet av en mer effektiv konvertering av Stirling -syklusen. Hvis et oppdrag krever mer energi, kan flere ASRG -er brukes til å generere mer energi. Per i dag er det ingen planlagte oppdrag som vil bruke ASRG, men de utvikles for et 14 -årig oppdrag.
Det er et begrep om subkritiske RTG -er. En subkritisk generator består av en nøytronkilde og fissilt materiale med en så stor kritisk masse som mulig. Kildenøytronene fanges opp av atomene i det fissile materialet og forårsaker fisjon. Et veldig viktig sted i valget av en fungerende isotop spilles av dannelsen av en datterisotop som er i stand til betydelig varmeutslipp, siden kjernekonformitetskjeden forlenges under forfall og følgelig øker den totale energien som kan brukes. Det beste eksemplet på en isotop med en lang forfallskjede og med en størrelsesorden større frigjøring av energi enn de fleste andre isotoper er uran-232. Hovedfordelen med en slik generator er at forfallsenergien til reaksjonen med nøytronfangst kan være mye høyere enn energien til spontan fisjon. Følgelig er den nødvendige mengden av stoffet mye lavere. Antall henfall og strålingsaktivitet når det gjelder varmeavgivelse er også lavere. Dette reduserer vekten og dimensjonene til generatoren.

Dessverre er kravene til egenskapene til radioisotoper som brukes i RTG ofte motstridende. For å opprettholde kraften lenge nok til å fullføre oppgaven, må halveringstiden til radioisotopen være lang nok. På den annen side må den ha en tilstrekkelig høy volumetrisk aktivitet for å oppnå en betydelig energifrigjøring i et begrenset volum av installasjonen. Dette betyr at halveringstiden ikke skal være for kort, fordi den spesifikke aktiviteten er omvendt proporsjonal med forfallstiden.
Radioisotopen må ha en praktisk type ioniserende stråling for avhending. Gammastråling og nøytroner forlater strukturen ganske lett og bærer bort en merkbar del av forfallsenergien. Selv om høyenergi-elektroner med β-forfall er godt forsinket, dannes i dette tilfellet bremsstrahlung røntgenstråling, som bærer bort en del av energien. I tillegg krever gamma-, røntgen- og nøytronstråling ofte spesielle designtiltak for å beskytte personell (hvis det finnes) og utstyr i nærheten.
Alfa -stråling foretrekkes for radioisotop -energiproduksjon.
En viktig rolle i valget av en radioisotop er den relativt billige og enkle produksjonen.
Typiske halveringstider for radioisotoper som brukes i RTG-er er flere tiår, selv om isotoper med kortere halveringstider kan brukes til spesialiserte applikasjoner.

Strømforsyninger med lav effekt og små radioisotoper

Beta-voltaiske strømforsyninger
(Betavoltaiske strømkilder)

Det finnes også ikke-termiske generatorer, som i prinsippet ligner solcellepaneler. Dette er betagalvaniske og optoelektriske kilder. De er små i størrelse og designet for å drive enheter som ikke krever høy effekt.
I en beta-voltaisk strømforsyning avgir isotopkilden beta-partikler som samler seg på halvlederen. Som et resultat genereres en konstant strøm. Energiomdannelsesprosessen, som ligner på en fotovoltaisk (solcelle) celle, skjer effektivt selv under ekstreme miljøforhold. Ved å velge mengde og type isotop kan du opprette en konfigurerbar strømforsyning med en gitt utgang og levetid. Disse batteriene gir praktisk talt ingen gammastråler, og myk betastråling fanges opp av batteriet og fosforlaget. Beta-voltaiske kilder har høy energitetthet og ultralav effekt. Dette gjør at beta -voltaenheten kan fungere lenger enn kondensatorer eller batterier for enheter med lav effekt. Arbeidsvarigheten, for eksempel en beta-voltaisk kilde på prometiumoksid, er omtrent to og et halvt år, og 5 mg prometiumoksid gir en energi på 8 W. levetiden til betavoltaiske kilder kan overstige 25 år.

Beta-voltaisk effekt. Driften av en beta-voltaisk omformer er basert på det faktum at elektroner eller høyenergipositroner som avgis under forfall, faller inn i regionen p-n overgang av en halvlederplate, generer der et elektronhullspar, som deretter blir romlig atskilt av et mellomromsladningsområde (SCR). Som en konsekvens, på n og p- overflatene på halvlederplaten, oppstår en elektrisk potensialforskjell. I prinsippet ligner konverteringsmekanismen den som er implementert i halvleder solceller, men med erstatning av fotonbestråling ved bestråling med elektroner eller positroner av beta -forfall av radionuklider.

Piezoelektrisk radioisotop mikroelektrisk generator
(Radioisotop Tin-film Mkropower Generator)

Hjertet i dette batteriet er en cantilever, en tynn piezo-krystallinsk tallerken. En samler på tuppen av utkraget fanger ladede partikler som sendes ut fra en tynnfilm radioaktiv kilde. På grunn av bevaring av ladning forblir radioisotopfilmen med like og motsatte ladninger. Dette fører til elektrostatiske krefter mellom cantilever og den radioaktive kilden, bøyning av cantilever og konvertering av energien som sendes ut fra kilden til lagret mekanisk energi. Utliggeren bøyer seg mer og mer og til slutt kommer spissen av utliggeren i kontakt med den radioaktive tynne filmen, og de akkumulerte ladningene nøytraliseres ved hjelp av ladningsoverføring. Dette skjer med jevne mellomrom. Ved å undertrykke den elektrostatiske kraften frigjøres utkraget. Den plutselige frigjøringen stimulerer vibrasjoner som resulterer i ladninger indusert i det piezoelektriske elementet ved foten av cantilever. AC -signalet fra den piezoelektriske strømforsyningen kan brukes rett over lastimpedansen eller korrigeres med dioder og filtreres gjennom en ekstern kondensator. Forspenningen som økes på denne måten, brukes til å drive sensorer og elektronikk med lav effekt.

Det viktigste anvendelsesområdet for isotopkilder er romforskning. Studiet av "dypt rom" uten bruk av radioisotopgeneratorer er umulig, siden i en betydelig avstand fra solen er solenerginivået som kan brukes til å generere elektrisitet nødvendig for drift av utstyr og overføring av radiosignaler veldig lite . Kjemiske kilder kom også til kort.
På jorden har radioisotopkilder funnet bruk i navigasjonslys, radiofyr, værstasjoner og lignende utstyr installert i områder der det av tekniske eller økonomiske årsaker ikke var mulig å bruke andre strømkilder. Spesielt ble flere typer termoelektriske generatorer produsert i Sovjetunionen. De brukte 90 Sr og 238 Pu som radioaktive isotoper. Imidlertid har de en veldig lang periode for å oppnå sikker aktivitet. De har nådd en 10-års levetid og må nå kastes. For tiden, på grunn av risikoen for lekkasje av stråling og radioaktivt materiale, har praksisen med å installere uovervåket radioisotopkilder på utilgjengelige steder blitt avbrutt.
Radioisotop energikilder brukes der det er nødvendig for å sikre autonomien til utstyrets drift, kompakthet og pålitelighet.

Radioisotoper og deres bruk

Med utvikling og vekst av kjernekraft faller prisene på de viktigste generatorisotopene raskt, og produksjonen av isotoper øker raskt. Samtidig reduseres kostnaden for isotoper oppnådd ved bestråling (U-232, Pu-238, Po-210, Cm-242, etc.) noe. I den forbindelse er det søkt etter metoder for mer rasjonelle ordninger for målbestråling, for en mer grundig opparbeiding av bestrålt drivstoff. Store forhåpninger om å utvide produksjonen av syntetiske isotoper er knyttet til veksten i hurtigreaktorsektoren. Spesielt er det nettopp raske nøytronreaktorer som bruker betydelige mengder thorium som gjør det mulig å håpe på å få store kommersielle mengder uran-232.
Ved å bruke isotoper blir problemet med avhending av brukt atombrensel i stor grad løst, og radioaktivt avfall fra farlig avfall blir ikke bare en ekstra energikilde, men også en kilde til betydelig inntekt. Nesten fullstendig opparbeiding av bestrålt drivstoff er i stand til å generere pengefond som kan sammenlignes med energikostnadene som genereres ved fisjon av uran, plutonium og andre elementer.

Plutonium-238, curium-244 og strontium-90 er de mest brukte isotopene. I tillegg til dem brukes omtrent 30 flere radioaktive isotoper innen teknologi og medisin.

Noen praktiske radioisotop -varmekilder

Isotop	Motta (kilde)	Spesifikk kraft for en ren isotop. W / g	T 1/2
60 Co	Bestråling i reaktoren	2.9	5.271 år
238 Pu	kjernereaktor	0.568	87,7 år
90 Sr	fisjonfragmenter	~2.3	28,8 år
144 Ce	fisjonfragmenter	2.6	285 dager
242 cm	kjernereaktor	121	162 dager
147 PM	fisjonfragmenter	0.37	2,64 år
137 Cs	fisjonfragmenter	0.27	33 år
210 Po	bestråling av vismut	142	138 dager
244 cm	kjernereaktor	2.8	18,1 år
232 U	thoriumbestråling	8.097	68,9 år
106 Ru	fisjonfragmenter	29.8	~ 371,63 dager

238 Pu 238 Pu har en halveringstid på 87,7 år (et effekttap på 0,78% per år), en spesifikk effekt for en ren isotop på 0,568 W / g, og eksepsjonelt lave nivåer av gamma og nøytronstråling. 238 Pu har de laveste skjermingskravene. Mindre enn 25 mm blybeskyttelse er nødvendig for å blokkere 238 Pu -stråling. 238 Pu har blitt det mest brukte drivstoffet for RTG -er, i form av plutoniumoksid (PuO 2).
I midten av forrige århundre ble 236 Pu og 238 Pu brukt til produksjon av radioisotop elektriske batterier for å drive pacemakere hvis levetid nådde 5 år eller mer. Imidlertid begynte de snart å bruke ikke-radioaktive litiumbatterier i stedet, med en levetid på opptil 17 år.
238 Pu må være spesielt syntetisert; den er liten (~ 1% - 2%) i atomavfall, dens isotopiske separasjon er vanskelig. Ren 238 Pu kan for eksempel oppnås ved bestråling med 237 Np nøytroner.
Curium. De to isotopene 242 Cm og 244 Cm er alfastråler (energi 6 MeV); De har relativt korte halveringstider på 162,8 dager og 18,1 år og produserer opptil 120 W / g og
Henholdsvis 2,83 W / g termisk energi. Curium-242 i form av et oksid brukes til å produsere kompakte og ekstremt kraftige radioisotop energikilder. Imidlertid er 242 Cm veldig dyrt (ca. 2000 dollar per gram). De siste årene har den tyngre isotopen av curium, 244 Cm, blitt mer og mer populær. Siden begge disse isotopene er praktisk talt rene alfastråler, er ikke problemet med strålingsbeskyttelse akutt.
90 Sr. 90 Sr β-emitter med ubetydelig γ-utslipp. Halveringstiden på 28,8 år er mye kortere enn 238 Pu. En kjede med to β-forfall (90 Sr → 90 Y → 90 Zr) gir en total energi på 2,8 MeV (ett gram gir ~ 0,46 W). Siden energiutbyttet er lavere, når det lavere temperaturer enn 238 Pu, noe som fører til en reduksjon i effektiviteten til termoelektrisk konvertering. 90 Sr er et kjernefysisk produkt og er tilgjengelig i store mengder til lave kostnader. Strontium er en kilde til sterkt permeabel ioniserende stråling, som stiller relativt høye krav til biologisk beskyttelse.
210 Po. 210 Po har en halveringstid på bare 138 dager med en enorm innledende varmeavgivelse på 142 W / g. Dette er en praktisk ren alfastråler. På grunn av sin korte halveringstid er 210 Po dårlig egnet for RTG-er, men brukes til å lage kraftige og kompakte varmekilder (Et halvt gram polonium kan varme opp til 500 ° C). Standardkilder med en termisk effekt på 10 W ble installert i romfartøyer som "Kosmos" og på "Lunokhod" som en varmekilde for å opprettholde normal funksjon av utstyret i instrumentrommet.
210 Po er også mye brukt der det er behov for aktive antistatiske midler. På grunn av den korte halveringstiden krever avhending av brukte 210 Po-enheter ingen spesielle tiltak. I USA er det tillatt å kaste dem i vanlig søppel.
Når du bruker alfa-aktive isotoper med høy spesifikk energifrigivelse, er det ofte nødvendig å fortynne arbeidsisotopen for å redusere varmeavgivelsen. I tillegg er polonium veldig flyktig og krever dannelse av en sterk kjemisk binding med ethvert element. Bly, yttrium, gull er foretrukne som slike elementer, siden de danner ildfaste og holdbare polonider.
241 am. På grunn av underskuddet på 238 Pu kan 241 Am bli et alternativ til det som drivstoff for RTG -er. 241 Am har en halveringstid på 432 år. Det er praktisk talt en ren alfastråler. 241 Am finnes i atomavfall og er nesten isotopisk rent. Den spesifikke effekten på 241 Am er imidlertid bare 1/4 av den spesifikke effekten på 238 Pu. I tillegg sendes det ut mer penetrerende stråling fra forfallsproduktene på 241 Am og det kreves bedre skjerming. Strålingsskjermingskravene for 241 Am er imidlertid ikke mye strengere enn i tilfellet 238 Pu.
241 Am er mye brukt i røykvarslere. Ioniseringsrøykdetektoren bruker et lite stykke americium-241. Det luftfylte rommet mellom de to elektrodene skaper et kammer som lar en liten likestrøm strømme mellom elektrodene. Hvis røyk eller varme kommer inn i kammeret, avbrytes den elektriske strømmen mellom elektrodene og en alarm utløses. Denne røykvarsleren er rimeligere enn andre enheter.
63 Ni. 63 Ni ren β - emitter. Maksimal elektronenergi er 67 keV, halveringstiden er 100,1 L. På begynnelsen av 2000 -tallet ble batterier basert på 63 Ni utviklet i USA og Russland. Enhetene har en levetid på over 50 år, og deres dimensjoner er mindre enn en kubikk millimeter. Den beta-voltaiske effekten brukes til å generere elektrisitet. Det arbeides også med å lage en piezoelektrisk radioisotopgenerator. Slike batterier kan brukes i nevro- og pacemakere.
144 Ce. Varmekilde - 144 Ce. 144 Ce ren β - emitter. Halveringstiden til 144 Ce er 285 dager, den spesifikke effekten for en ren isotop er 2,6 W / g. RTG er beregnet på å drive radiosendere og automatiske værstasjoner. Standard effekt er 200 watt.
Radioisotoper er mye brukt i en blanding med fosfor for å gi en konstant glød i kontrollenheter om bord på kjøretøyer, i klokker, lanterner på polare flyplasser og i navigasjonsskilt, og til og med i juletrepynt. Tidligere var den mest brukte for dette 226 Ra, som har en halveringstid på 1620 år. Av strålingssikkerhetshensyn har radium imidlertid ikke blitt brukt til dette formålet siden 1970 -tallet. I dag brukes myke beta -emittere oftest til disse formålene: promethium (147 Pm T 1/2 = 2,64 år), krypton (85 Kr T 1/2 = 10,8 år) og tritium (3 H T 1/2 = 12,3 år) . Selvfølgelig er halveringstiden liten, men ioniserende stråling trenger ikke inn i enhetens skall.

På den annen side har de ingen bevegelige deler og er vedlikeholdsfrie gjennom hele levetiden, som kan vare i flere tiår.

Kollegial YouTube

1 / 1

Samling av forlatte beta Sr 90 -kilder fra RTG -er i Georgia

Teksting

applikasjon

RTGer kan brukes som energikilder for autonome systemer som er fjernt fra tradisjonelle strømforsyningskilder og krever flere titalls til hundrevis av watt med en veldig lang driftstid, for lang tid for brenselceller eller akkumulatorer.

I verdensrommet

RTG er hovedkilden til romfartøyer med lange oppdrag og langt borte fra solen (for eksempel Voyager 2 eller Cassini-Huygens), der bruk av solcellepaneler er ineffektiv eller umulig.

Flere kilo 238 PuO 2 ble brukt på noen Apollo -oppdrag for å drive ALSEP -instrumenter. Generator for elektrisitet SNAP-27 (eng. Systemer for atomkraft), hvis termiske og elektriske effekt var henholdsvis 1480 W og 63,5 W, inneholdt 3,735 kg plutonium-238 dioksid.

På bakken

RTG -er ble brukt i navigasjonsfyr, radiofyr, værstasjoner og lignende utstyr installert i områder der det av tekniske eller økonomiske årsaker er umulig å bruke andre strømkilder. Spesielt i Sovjetunionen ble de brukt som strømforsyninger for navigasjonsutstyr installert på kysten av Polhavet langs Nordsjøruten. På grunn av faren for stråling og lekkasje av radioaktive materialer har praksis for øyeblikket blitt avbrutt.

I USA ble RTG ikke bare brukt til landbaserte strømforsyninger, men også til sjøbøyer og undervannsinstallasjoner. For eksempel oppdaget Sovjetunionen i 1988 to amerikanske RTG -er sammen med sovjetiske kommunikasjonskabler i Okhotskhavet. Det eksakte antallet RTG-er installert av USA er ukjent, estimater fra uavhengige organisasjoner indikerte 100-150 installasjoner i 1992.

Brensel

Radioaktive materialer som brukes i RTG må oppfylle følgende egenskaper:

• En tilstrekkelig høy volumetrisk aktivitet for å oppnå en betydelig energifrigjøring i et begrenset volum av installasjonen. Minimumsvolumet er begrenset av materialets termiske og strålingsmotstand; svakt aktive isotoper forverrer installasjonens energi og masse perfeksjon. Dette betyr vanligvis at halveringstiden til isotopen skal være kort nok til høy forfallshastighet, og forfall bør gi mye lett utnyttet energi.
• En tilstrekkelig lang periode med strømvedlikehold for å fullføre oppgaven. Dette betyr vanligvis at halveringstiden til isotopen må være lang nok til en gitt frigjøringshastighet. Typiske halveringstider for isotoper som brukes i RTG-er er flere tiår, selv om isotoper med korte halveringstider kan brukes til spesialiserte applikasjoner.
• Praktisk type ioniserende stråling for energigjenvinning. Gammastråling flyr lett ut av strukturen og tar med seg forfallsenergien. Nøytroner kan også slippe unna relativt lett. Elektronene med høy energi dannet under β-forfall forsinkes godt, men i dette tilfellet dannes bremsstrahlung røntgenstråling, som bærer bort en del av energien. Under α-forfall dannes massive α-partikler, som effektivt gir opp energien praktisk talt ved dannelsespunktet.
• En type ioniserende stråling som er trygg for miljøet og utstyret. Betydelig gamma-, røntgen- og nøytronstråling krever ofte spesielle designtiltak for å beskytte personell og utstyr i nærheten.
• Isotopens relative rimelighet og enkelheten i produksjonen innenfor rammen av eksisterende atomteknologi.

Plutonium-238 oftest brukt i romfartøyer. α-forfall med en energi på 5,5 MeV (ett gram gir ~ 0,54 W). Halveringstiden er 88 år (effekttap 0,78% per år) med dannelsen av den svært stabile isotopen 234 U. Plutonium-238 er en nesten ren alfastråler, noe som gjør den til en av de sikreste radioaktive isotoper med minimale biologiske skjermingskrav. Å oppnå en relativt ren 238 isotop krever imidlertid drift av spesielle reaktorer, noe som gjør det dyrt.

Strontium-90 Det ble mye brukt i bakkebaserte RTG-er for sovjetisk og amerikansk produksjon. En kjede med to β-forfall gir en total energi på 2,8 MeV (ett gram gir ~ 0,46 W). Halveringstid 29 år med dannelse av en stall ⁹⁰ Zr. Strontium-90 produseres i store mengder fra brukt drivstoff fra atomreaktorer. Billigheten og overfloden av denne isotopen bestemmer dens utbredte bruk i bakkeutstyr. I motsetning til plutonium har strontium et betydelig nivå av ioniserende stråling med høy permeabilitet, noe som stiller relativt høye krav til biologisk beskyttelse.

Det er et begrep om subkritiske RTG -er. Den subkritiske generatoren består av en nøytronkilde og splittbart materiale. Kildenøytronene fanges opp av atomene i det fissile materialet og forårsaker fisjon. Hovedfordelen med en slik generator er at forfallsenergien til reaksjonen med nøytronfangst kan være mye høyere enn energien til spontan fisjon. For eksempel, for plutonium er det 200 MeV kontra 6 MeV spontan fisjon. Følgelig er den nødvendige mengden av stoffet mye lavere. Antall henfall og strålingsaktivitet når det gjelder varmeavgivelse er også lavere. Dette reduserer vekten og dimensjonene til generatoren.

Jordbaserte RTG-er i Russland

Under sovjettiden ble 1007 RTG -er produsert for bakkedrift. Nesten alle ble laget på grunnlag av strontium-90 isotopen (RIT-90). Drivstoffelementet er en kraftig forseglet sveiset kapsel med en isotop inni. Flere versjoner av RIT-90 ble produsert med forskjellige mengder av isotopen. RTG var utstyrt med en eller flere RHS -kapsler, strålingsskjerming (ofte basert på utarmet uran), en termoelektrisk generator, en kjøleradiator, et forseglet etui og elektriske kretser. Typer RTG -er produsert i Sovjetunionen:

Type av	Innledende aktivitet, kCi	Termisk kraft, W.	Elektrisk kraft, W	Effektivitet,%	Vekt (kg	År for produksjonsstart
Ether-MA	104	720	30	4,167	1250	1976
IEU-1	465	2200	80	3,64	2500	1976
IEU-2	100	580	14	2,41	600	1977
Beta-M (Engelsk) Russisk	36	230	10	4,35	560	1978
Gong	47	315	18	5,714	600	1983
Horn	185	1100	60	5,455	1050	1983
IEU-2M	116	690	20	2,899	600	1985
Senostav	288	1870	-	-	1250	1989
IEU-1M	340	2200	120	5,455	2100	1990

Levetiden til installasjoner kan være 10-30 år, de fleste av dem har gått tom. RTG er en potensiell fare, ettersom den ligger i et øde område og kan bli stjålet og deretter brukes som en skitten bombe. Det ble registrert tilfeller av RTG-er som ble demontert av jegere for ikke-jernholdige metaller, mens bortførerne selv mottok en dødelig dose stråling.

De blir nå demontert og avhendet under tilsyn av International Atomic Energy Agency og med finansiering fra USA, Norge og andre land. I begynnelsen av 2011 ble 539 RTG -er demontert. Fra 2012 er 72 RTG -er i drift, 3 går tapt, 222 er på lager, 31 er i ferd med å deponere. Fire installasjoner ble operert i Antarktis.

Nye RTG -er for navigasjonsformål produseres ikke lenger; i stedet installeres vindkraftverk og fotovoltaiske omformere, i noen tilfeller dieselgeneratorer. Disse enhetene kalles APS (Alternative Power Sources). De består av et solcellepanel (eller vindgenerator), et sett med vedlikeholdsfrie batterier, et LED-fyrtårn (sirkulært eller blad), en programmerbar elektronisk enhet som angir algoritmen for fyret.

Krav til utformingen av RTG

I Sovjetunionen ble kravene til RTG-er etablert av GOST 18696-90 “Radionuklid termoelektriske generatorer. Typer og generelle tekniske krav ". og GOST 20250-83 “Radionuklid termoelektriske generatorer. Akseptregler og testmetoder ".

RTG -hendelser i SNG

Dato	Et sted
1983, mars	Cape Nutevgi, Chukotka	Alvorlig skade på RTG på vei til installasjonsstedet. Fakta om ulykken ble skjult av personellet og ble oppdaget av Gosatomnadzor -kommisjonen i 1997. Fra 2005 ble denne RTG forlatt og ble værende på Cape Nutevgi. Fra 2012 ble alle RTG -er fjernet fra Chukotka Autonomous Okrug.
1987	Cape Nizkiy, Sakhalin -regionen	Under transport droppet helikopteret i Okhotskhavet en RTG av typen IEU-1, som tilhørte USSRs forsvarsdepartement. Fra 2013 fortsetter prospekteringsarbeidet, periodisk.
1997	Tadsjikistan, Dushanbe	Tre RTG -er som hadde tjent tiden sin ble lagret i en form som ble demontert av ukjente personer i et kulllager i sentrum av Dushanbe; en økt gamma -bakgrunn ble registrert i nærheten.
1997, august	Cape Maria, Sakhalin -regionen	Under transporten droppet helikopteret i Okhotskhavet en RTG av IEU-1-typen, som lå på bunnen på en dybde på 25-30 m. 10 år senere ble det hevet og sendt til avhending.
1998, juli	Korsakov havn, Sakhalin -regionen	En RTG tilhørende RF forsvarsdepartementet ble funnet i demontert form ved innsamlingsstedet for metallskrap.
1999	Leningrad -regionen.	RTG har blitt plyndret av ikke-jernholdige metalljegere. Et radioaktivt element (bakgrunn nær - 1000 R / t) ble funnet ved et busstopp i Kingisepp.
2000	Cape Baranikha, Chukotka	Den naturlige bakgrunnen i nærheten av apparatet ble overskredet flere ganger på grunn av RTG -feil.
2001, mai	Kandalaksha Bay, Murmansk -regionen	Tre radioisotopkilder ble stjålet fra fyrtårnene på øya, som ble oppdaget og sendt til Moskva.
2002, februar	Vest -Georgia	Lokale innbyggere fant to RTG -er nær landsbyen Liya, Tsalenjikha -distriktet, som de brukte som varmekilder og deretter demonterte dem. Som et resultat fikk flere mennesker høye doser stråling.
2003	O. Nuneangan, Chukotka	Det ble funnet at apparatets ytre stråling overskred de tillatte grensene med 5 ganger på grunn av feil i utformingen.
2003	O. Wrangel, Chukotka	På grunn av erosjonen av kysten, falt RTG installert her i sjøen, hvor den ble vasket ut med jord. I 2011 ble den kastet ut på kysten av en storm. Strålingsbeskyttelsen til apparatet er ikke skadet. I 2012 ble det fjernet fra territoriet til Chukotka autonome Okrug.
2003	Cape Shalaurova Izba, Chukotka	Bakgrunnsstrålingen i nærheten av anlegget ble overskredet 30 ganger på grunn av en mangel i utformingen av RTG.
2003, mars	Pikhlisaar, Leningrad -regionen	RTG har blitt plyndret av ikke-jernholdige metalljegere. Det radioaktive elementet ble kastet på isdekket. Den varme kapsel med strontium, etter å ha smeltet isen, gikk til bunns, bakgrunnen nær var 1000 R / t. Kapselen ble snart funnet 200 meter fra fyret.
2003, august	Shmidtovsky -distriktet, Chukotka	Inspeksjonen fant ikke en RTG av Beta-M type nr. 57 på installasjonsstedet nær Kyvekwyn-elven; ifølge den offisielle versjonen ble det antatt at RTG ble vasket i sanden av en voldsom storm eller at den ble bortført.
2003, september	Lolets Island, Hvitehavet	Personalet i Nordflåten oppdaget tyveriet av det biologiske beskyttelsesmetallet til RTG på Golets Island. Døren til fyrrommet ble også brutt opp, hvor en av de mektigste RTG-ene ble holdt med seks RHS-90-elementer som ikke ble stjålet.
2003, november	Kola Bay, Olenya Bay og South Goryachinsky Island	To RTG-er som tilhørte den nordlige flåten ble plyndret av jegere for ikke-jernholdige metaller, og deres RIT-90-elementer ble funnet i nærheten.
2004	Priozersk, Kasakhstan	Nødssituasjon som følge av uautorisert demontering av seks RTG -er.
2004, mars	v. Valentin, Primorsky -territoriet	En RTG som tilhører Pacific Fleet ble funnet demontert, tilsynelatende av ikke-jernholdige metalljegere. Det radioaktive elementet RIT-90 ble funnet i nærheten.
Juli 2004	Norilsk	Tre RTG ble funnet på territoriet til den militære enheten, doseringshastigheten i en avstand på 1 m fra hvilken var 155 ganger høyere enn den naturlige bakgrunnen.
Juli 2004	Cape Navarin, Chukotka	Mekanisk skade på RTG -kroppen av ukjent opprinnelse, som følge av at det oppstod trykkavlastning og en del av det radioaktive drivstoffet falt ut. Nød -RTG ble tatt ut for avhending i 2007, de berørte områdene i det tilgrensende territoriet ble dekontaminert.
September 2004	Bunge Land, Yakutia	Nødutladning av to transporterte RTG fra et helikopter. Som et resultat av påvirkningen på bakken ble integriteten til strålingsbeskyttelsen til skroget krenket, doseringshastigheten for gammastråling nær slagstedet var 4 mSv / t.
2012	O. Overflødig, Taimyr	Fragmenter av RTG fra "Gong" -prosjektet ble funnet på stedet der RTG ble installert. Det antas at enheten ble vasket i sjøen.

se også

Notater

1. Konstantin Lantratov. Pluto er blitt nærmere (russisk) // Kommersant avis: artikkel. - Kommersant, 2006. - Utgave. 3341. - Nr. 10.
2. Alexander Sergeev. En sonde til Pluto: en feilfri start på den store reisen (russisk). - Elements. Ru, 2006.
3. Tymosjenko, Alexey Romtiden - en person var ikke nødvendig (russisk) (utilgjengelig lenke - historie) ... gzt.ru (16. september 2010). Hentet 22. oktober 2010. Arkivert 19. april 2010.
4. Ren vitenskapens energi: Strøm fra kollideren (rus.) // fysikk arXiv blogg Populær mekanikk: artikkel. - 12.08.10.
5. NASA gjennomførte den første prøvekjøringen av den nye roveren (russisk). Lenta.ru (26. juli 2010). Hentet 8. november 2010. Arkivert 3. februar 2012.
6. Ajay K. Misra. Oversikt over NASA -programmet for utvikling av radioisotopkraftsystemer med høy spesifikk kraft // NASA / JPL: oversikt. - San Diego, California, juni 2006.
7. World Information Service on Energy. Alaska -brann truer atomvåpenvåpen.
8. Drits M.E. et al. Elementegenskaper. - Katalog. - M .: Metallurgi, 1985.- 672 s. - 6500 eksemplarer.
9. Venkateswara Sarma Mallela, V Ilankumaran, N. Srinivasa Rao. Trender i hjertestartere i pacemaker // Indian Pacing Electrophysiol J: artikkel. - 1. oktober 2004. - Utg. 4. - Nei. 4.
10. Plutonium Powered Pacemaker (1974). Oak Ridge Associated Universities. 23. mars 2009. Hentet 15. januar 2011.

Side 1

Radioisotopgeneratorer som brukes på romfartøyer jobber vanligvis etter prinsippet om å bruke strålingsenergi til å varme de varme kryssene mellom termoelementer, der termisk energi og elektrisk energi omdannes.

Moderne radioisotopgeneratorer har en effektivitet på 3-5% og en levetid på 3 måneder til 10 år. De tekniske og økonomiske egenskapene til disse generatorene kan forbedres betydelig i fremtiden.

En av slike generatorer, den sovjetiske eksperimentelle radioisotopgeneratoren Beta-1, fungerte vellykket i to år og leverte strøm til radiosenderen til Moskva-meteorologiske stasjonen i Khimki. Den brukte cerium-144 som en energikilde, plassert i beholdere mot stråling laget av wolfram og bly. Energiforbruket var 440 kW-t, gjennomsnittlig effekt var 5 W, og utgangseffekten (med akkumulering) under drift av senderen var 150-200 W.

I arbeidene ble det foreslått forskjellige versjoner av en radioisotopgenerator med et totrinnssystem for å konvertere kjernekraft til elektrisk energi, som tilhører familien av fotovoltaiske atombatterier. I en slik generator blir energien til kjernefysjonsfragmenter i utgangspunktet omdannet til stråling gjennom en prosess med kjernestimulert fluorescens (for eksempel i en aerosolgassfylt omformer), og deretter omdannes fotonergien til elektrisk energi ved hjelp av en fotovoltaisk omformer. Denne metoden for energikonvertering har en rekke fordeler i forhold til de eksisterende. For eksempel, i motsetning til mange av de mest brukte tradisjonelle metodene, inneholder den ikke en ineffektiv varmesyklus. Dermed kan systemets totale effektivitet være omtrent 35%, som er 3 - - 5 ganger høyere enn effektiviteten til systemer som bruker en termisk syklus og solcellepaneler.

Den mest vesentlige og kostbare delen av utviklingsprogrammet for radioisotopgeneratorer er testing. Det er mulig å forutsi de generelle egenskapene til et bestemt strukturelement, men det er ofte mulig å bestemme de virkelige fysiske parametrene til en ny enhet eller et system som helhet bare eksperimentelt.

Skjematisk oversikt over en termionisk radioisotopgenerator med et varmeledning som automatisk stabiliserer varmestrømmen og temperaturen ved omformerkatoden.

Men dette er løsningen på problemet med å stabilisere varmefluksen og temperaturen ved katoden til en termionisk radioisotopgenerator under betingelser for en kontinuerlig nedgang i energifrigjøringen i kapselen. Overskuddsvarmenergien som genereres i det isotopiske drivstoffet i den første driftsperioden, tømmes fra delen av varmeledningen som rager utover den sylindriske termioniske omformeren.

I tillegg til den konstruktive forbedringen og økningen i kraften til termoelektriske generatorer med atomreaktorer, er design av radioisotopgeneratorer i gang i Sovjetunionen. For å generere elektrisk strøm bruker de varmen som genereres under forfallet av radioaktive isotoper av kobolt, curium, polonium, etc. De har små overordnede dimensjoner og fungerer pålitelig i lang tid uten å lades opp (avhengig av halveringstiden til den tilsvarende radioaktive elementer) og i energi generert per 1 kg av sin egen vekt er bedre enn elektrokjemiske batterier.

La oss vurdere funksjonene i formuleringen og løsningen av problem (9.18) for et kombinert kraftverk som inneholder et to-trinns TEG og en to-krets PTP med en kondenserende injektor og en ett-trinns turbin, hvis arbeidsvæske er en DFS. Varmetilførselen fra radioisotopgeneratoren til TEG og fra den til PTP utføres av et flytende metallkjølemiddel.

Hvorfor trenger vi slike mengder av en tung isotop av curium? Det antas at curium-244 kan erstatte ylutonium-238 i radioisotopgeneratorer for rom- og havforskning. Generatorer basert på 244C er mindre holdbare enn plutonium, men deres spesifikke energifrigjøring er omtrent fem ganger større ... Derfor er curiumgeneratorer neppe anvendelige som hjertestimulatorer. Men i andre autonome energikilder kan curium-244 godt erstatte plutonium. Dessuten er curium ikke like giftig som plutonium. Og den begrensende kraften til curiumgeneratorer (bestemt av den kritiske massen) er omtrent 10 ganger større enn den for plutonium: henholdsvis 162 og 18 kilowatt.

Etter instruksjonene fra KAE pågår en studie av de potensielle egenskapene til termoelektriske generatorer basert på polonium-210, plutonium-238 og curium-244 med en elektrisk effekt på opptil 10 kW som brukes på rominstallasjoner. Denne effekten anses som en praktisk grense for radioisotopgeneratorer for dette formålet. Det skal bemerkes at KAE utvikler rakettmotorer med isotopiske varmekilder. Varmen som frigjøres under forfallet av polonium-210 brukes til å varme flytende hydrogen. En slik motor kan utvikle skyvekraft opp til 0 11 kg med en spesifikk impuls på 700 - 800 sek.

Denne typen generator er i dag den mest brukte for å drive utstyr ombord og varme romskip. I følge ni radioisotopgeneratorer i bane i USA i 1992, var åtte termoelektriske med isotopen Pu238 som drivstoff. I en radioisotop termoelektrisk generator (RTG) omdannes termisk energi direkte til elektrisk energi basert på Seebeck -effekten.

Det skal sies at det i USA nylig har vært mye oppmerksomhet rundt arbeidet knyttet til søket etter mer effektive måter å konvertere termisk energi til RHS på plutonium-238 enn termoelektrisk. Disse inkluderer først og fremst arbeid med opprettelse av termo-fotoelektriske radioisotopgeneratorer og radioisotopgeneratorer AMTES (termisk til elektrisk omdannelse av alkalimetall) ved i begge tilfeller å bruke radioisotop-varmekilder basert på plutonium-238, som tidligere er utviklet for RTG-er for romformål.

I 1965, i Leipzig (DDR), ble det påvist en sovjetisk radioisotop hev: beta-2 erator, som også leverte strøm til instrumentene til den automatiske værstasjonen. Beta-2 ble tildelt gullmedaljen på Leipzig Jubilee Fair. Samme år ble radioisotopgeneratorer av en annen type med en effekt på 5-50 W brukt til å levere strøm til de innebygde systemene til flere kunstige jordsatellitter i Cosmos-serien, hvis lansering ble planlagt av det ytre verdensrommet forskning vedtatt i Sovjetunionen.