
Плутоний-238: российская атомная батарейка для космоса
В России разработан прототип радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ) на основе изотопа плутония-238. Это устройство может обеспечивать электроэнергией космические аппараты десятки лет без подзарядки и риска перегрева. Как работает РИТЭГ и где он может пригодиться?
Плутоний-238 — это радиоактивный изотоп химического элемента плутония, который не подходит для создания ядерного оружия, но имеет высокую тепловую мощность. Он распадается с периодом полураспада около 88 лет, при этом выделяя альфа-частицы и тепло. Это тепло можно преобразовать в электричество с помощью термоэлектрических элементов, которые состоят из двух разных металлов, соединенных электрической цепью. Когда один конец элемента нагревается, а другой остается холодным, в цепи возникает разность потенциалов и течет электрический ток.
РИТЭГ состоит из нескольких термоэлектрических элементов, которые окружают ядро из плутония-238 в защитном контейнере. Такое устройство имеет ряд преимуществ перед другими источниками энергии для космоса, такими как солнечные батареи или химические батареи. Во-первых, РИТЭГ работает независимо от освещенности и температуры окружающей среды, что позволяет использовать его в глубоком космосе или на темной стороне планет. Во-вторых, РИТЭГ имеет долгий срок службы, который определяется периодом полураспада плутония-238. Например, через 10 лет работы РИТЭГ потеряет только 7% своей мощности, а через 50 лет — 35%. В-третьих, РИТЭГ имеет высокую надежность и простоту конструкции, не требующей обслуживания или регулировки.
РИТЭГи широко используются для питания космических аппаратов, которые отправляются в дальние и сложные для исследования места Солнечной системы. Например, РИТЭГи были установлены на американских марсоходах «Спирит» и «Оппортьюнити», которые проработали на Марсе в 6 и 14 раз дольше запланированного срока соответственно. Также РИТЭГи питают аппараты «Кассини», «Новые горизонты», «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые изучают планеты-гиганты и их спутники, а также выходят за пределы Солнечной системы. С помощью РИТЭГов можно создавать автономные научные станции на Луне, Марсе или других небесных телах, а также размещать радиомаяки и датчики на астероидах и кометах.
Россия является одним из мировых лидеров в области производства плутония-238, который получается в ходе облучения необогащеннного урана в ядерных реакторах. В настоящее время в России разработан прототип РИТЭГа мощностью 100 Вт, который может использоваться для космических и наземных целей. Этот РИТЭГ имеет габариты 22×22×43 см и массу около 30 кг. Он состоит из 36 тепловыделяющих сборок с плутонием-238 и 216 термоэлектрических модулей. Для обеспечения безопасности РИТЭГ способен выдержать падение с высоты 150 метров, воздействие высоких температур и радиации, а также взрыв эквивалентный 30 кг тротила.
РИТЭГ на плутонии-238 — это перспективный источник энергии для дальнего космоса, который может открыть новые возможности для исследования Солнечной системы и за её пределами. Благодаря этому устройству мы можем получать уникальную информацию о далеких и неизведанных мирах, которые кроют в себе множество тайн и загадок.
Плутоний-238 — это радиоактивный изотоп химического элемента плутония, который не подходит для создания ядерного оружия, но имеет высокую тепловую мощность. Он распадается с периодом полураспада около 88 лет, при этом выделяя альфа-частицы и тепло. Это тепло можно преобразовать в электричество с помощью термоэлектрических элементов, которые состоят из двух разных металлов, соединенных электрической цепью. Когда один конец элемента нагревается, а другой остается холодным, в цепи возникает разность потенциалов и течет электрический ток.
РИТЭГ состоит из нескольких термоэлектрических элементов, которые окружают ядро из плутония-238 в защитном контейнере. Такое устройство имеет ряд преимуществ перед другими источниками энергии для космоса, такими как солнечные батареи или химические батареи. Во-первых, РИТЭГ работает независимо от освещенности и температуры окружающей среды, что позволяет использовать его в глубоком космосе или на темной стороне планет. Во-вторых, РИТЭГ имеет долгий срок службы, который определяется периодом полураспада плутония-238. Например, через 10 лет работы РИТЭГ потеряет только 7% своей мощности, а через 50 лет — 35%. В-третьих, РИТЭГ имеет высокую надежность и простоту конструкции, не требующей обслуживания или регулировки.
РИТЭГи широко используются для питания космических аппаратов, которые отправляются в дальние и сложные для исследования места Солнечной системы. Например, РИТЭГи были установлены на американских марсоходах «Спирит» и «Оппортьюнити», которые проработали на Марсе в 6 и 14 раз дольше запланированного срока соответственно. Также РИТЭГи питают аппараты «Кассини», «Новые горизонты», «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые изучают планеты-гиганты и их спутники, а также выходят за пределы Солнечной системы. С помощью РИТЭГов можно создавать автономные научные станции на Луне, Марсе или других небесных телах, а также размещать радиомаяки и датчики на астероидах и кометах.
Россия является одним из мировых лидеров в области производства плутония-238, который получается в ходе облучения необогащеннного урана в ядерных реакторах. В настоящее время в России разработан прототип РИТЭГа мощностью 100 Вт, который может использоваться для космических и наземных целей. Этот РИТЭГ имеет габариты 22×22×43 см и массу около 30 кг. Он состоит из 36 тепловыделяющих сборок с плутонием-238 и 216 термоэлектрических модулей. Для обеспечения безопасности РИТЭГ способен выдержать падение с высоты 150 метров, воздействие высоких температур и радиации, а также взрыв эквивалентный 30 кг тротила.
РИТЭГ на плутонии-238 — это перспективный источник энергии для дальнего космоса, который может открыть новые возможности для исследования Солнечной системы и за её пределами. Благодаря этому устройству мы можем получать уникальную информацию о далеких и неизведанных мирах, которые кроют в себе множество тайн и загадок.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

32 удивительных подарка за последние 20 лет: ученые пытаются понять, за что косатки «балуют» людей
Природная доброта? Любопытство? Желание выйти на контакт?...

Ученые и режиссеры все время обманывали нас насчет динозавров
Оказалось, древние ящеры бегали в четыре раза медленнее, чем считалось....

Уникальная находка в Нидерландах: археологи обнаружили римский лагерь далеко за пределами Империи
Как лидар и искусственный интеллект нашли объект-«невидимку» II века....

«Вертолетная» конструкция да Винчи может сделать беспилотники тише, быстрее и даже дешевле
Ученые поражены, насколько разработка Леонардо опередила время....

Историки задались вопросом, как же пах Древний Рим
Боимся, ответ вам может очень не понравиться....

Ученые хотят создать хранилище микробов, чтобы те… не вымерли
Звучит кошмарно, но на самом деле от этого зависит судьба всего человечества....

Череп ребенка-«пришельца» из Аргентины оказался вполне земным
Эксперты рассказали в подробностях, как могла появиться «инопланетная» форма головы....