Beta Decay'ye ve Uzay Gücündeki Rolüne Giriş
Uzay Çağının şafağından, güvenilir ve uzun süreli güç, dış gezegenleri ve yıldız uzayını keşfetmesi için gerekli olan en kritik zorluklardan biri olmuştur. Güneş panelleri, uzayın yörüngesinden uzak bir şekilde seyahat eden uzay aracı olarak daha az etkili hale gelir ve sürekli elektriksel enerji sağlayarak, bu jeneratörlerin arkasındaki temel nükleer süreci sürdüremez.
Beta Decay'yi Anlayın: Bir Primer
Beta çürümesi, bir atomik çekirdeğinin bir elektronu veya bir elektron ( ⁇ ) veya bir positron (+) Bir elementin bir protona dönüştürülmesi, bir elektron ve antinutrino'yu serbest bırakmaktır.In LR + bir parçacık haline gelir, bir pusuya dönüşür.
Beta çürümesi özellikle uzay uygulamaları için çekicidir, çünkü oldukça öngörülebilir ve kontrol edilebilir bir süreçtir.Bir beta-eanotopenin yarısının ne kadar uzun süre yararlı olduğunu belirler.Isotopes, birkaç on yıl boyunca normal bir güç sağlar, örneğin alfa çürük görevinden farklı olarak, hangi ağır metalleri ve daha hafifleri korumayı sağlar ve daha hafif bir şekilde koruma sağlar.
Beta Decay Powers Radioisotope termoelektrik Jeneratörleri
Bir RTG üç ana bileşenden oluşur: radyoaktif izotop içeren bir ısı kaynağı, bir başlatıcının elektrik içine ısıtılması ve ısıtımı sistemi.Sıcak kaynak genellikle termal enerji olarak seramik bir granül veya baskılı bir toz transfer, çoklu koruyucu malzemenin ısı kaynağının birkaç yüz dereceye çıkarılmasını önlemek için ısı kaynağının ısı kaynağının ısı kaynağının ısıtılmasıdır - örneğin, Plutonyum-238G civarındaki bir içilir.
Bir sıcaklık farkının iki uçları arasında var olduğu durumlarda, tipik bir RTG'de, termo çiftlerinin sıcak bir kavimine bağlı olarak, soğuk bağlantının radyatör veya uzay aracına bağlı olduğu cihazlardır.Bu, uzay aracının sistemleri ile ilgili olarak bilinen bir doğrudan doğruya doğruya doğru yol açar.
Beta çürümesi özellikle RTG'ler için iyi bir şekilde uygundur, çünkü enerji çürümeye kıyasla nispeten düşük, ancak parçacık flux yüksek bir enerji yoğunluğunda ve nispeten kompakt bir ısı kaynağındadır.Ayrıca, beta parçacıklarının kaynağının sürekli doğası, birkaç milimetrenin içinde enerjinin neredeyse tamamı ısıya dönüştürülür - modern RTG'lerin genel verimliliğini sağlamak için önemli bir faktör.
Anahtar Radyoisotopes RTG'lerde ve Beta Decay Özelliklerlerinde Kullanılan
Plutonium-238
En yaygın kullanılan makülalar, yaklaşık 87.7 yıl boyunca RTG'lerde izotoplanır, ancak küçük bir çürük görevinden beta emisyonunu içerir.Ona göre (057).D dokuz 38,1|Brezilyalı RTGs'e göre, edebiyatta "daha iyi" olarak adlandırılır.
Strontium-90
[FONT=0]Strontium-90[Dönetici: 0,6|Dönetici], yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yarı zamanlı olarak, yüksek dozda (parçak) olarak daha düşük dozda kullanılan x-düşük) ile karşılaştırıldığında, x-düşüküme ilerümemeler.
Diğer Beta Emitters
Deneysel ve niş RTG'ler, gramer için yüksek bir güç yoğunluğuna sahipler ve KAYNAKLAR KAYNAKLARI (yüzde 16,9,5) Her biri güç yoğunluğu, yarı-yaşamı ve radyasyon koruyucu gereksinimlerine bağlı olarak, örneğin, Curium-242, gram başına 120 watt yüksek bir güç yoğunluğuna sahiptir.
Uzay Misyonları için Beta Decay-Based RTG'lerin Avantajları
- [FONT:0] Uzun operasyonel yaşam: [Dönetici: 0,15 yıl içinde ölçülmüş yarı hayattakiler ile beta-ean izotoplar, kimyasal bataryaları veya yakıt hücreleri için çok fazla zaman kazandırıyor.
- [FONT:0) Yüksek enerji yoğunluğu: [Dönetici: [Dönetici:0) Yüksek enerji yoğunluğu:[Dönetici: [Dönetici:0) Yüksek enerji yoğunluğu:[Dönetici:[Dönetici:0) Güneş enerjisinin miktarı, ömrü boyunca birçok kilo yakıt yakmanın yanı sıra, kimyasal yakıtın büyüklüğünden daha büyük ölçüde daha büyük ölçüde daha büyük ölçüde daha büyük ölçüde daha büyük ölçüde parasal siparişidir.
- [FONT:0) Hareket eden parçalar:[Döneticiler, ancak sağlam devlet termoelektrik dönüşümüne güvenmektedir, ki bu da mekanik başarısızlık riskidir.Bu basitlik hizmet edemeyen görevler için hayati önem taşır.
- [FONT:0) Tahmin edilebilir güç çıktısı:[Dönetici:[Dönetici:0) Tahmin edilebilir güç çıktısı:[Dönemli bir eğriyi takip eder:[Dönemli bir eğriyi takip eder: · 1 )
- [FONT=0) Aşırı ortamlarda Operasyon: [Dönetici:[Dönüşük uzayın vakumlarında, geniş bir sıcaklık aralığında ve yüksek radyasyon koşullarındaki yüzeylerde.
- [0] Radyasyon hasarına karşı dikkat edin: [Dört: 1) Güneş hücreleri aksine, radyasyon altında bozulan RTG'ler Jüpiter veya güneş patlamalarının sert radyasyon kemerlerine büyük ölçüde bağışıklık sağlar.
RTGs'te Beta Decay'nin Zorlukları ve Sınırları
Güçlülerine rağmen, beta çürük RTG'ler kazayı önlemek için aşırı dikkatli olmalıdır. [FONTT:0]Safety en önemli endişedir. RTG'lerde kullanılan radyoaktif malzemeler, kazara son derece dikkatli olmalıdır ve 1964 SNAP-9A başarısızlığını önlemek için aşırı dikkatli bir şekilde başlatılır, Plutonum-238G RTG'nin tekrarlayıcı ve dağınık bir şekilde dağıtılması için karbon etkisi altında, bu yüzden yeniden inşa edilmiş bir miktar yeniden inşa edilmiş ve depolanmış bir nükleer malzemeye yol açtı.
[FONT=0]Weight ve verimlilik[DÜDÜT:1] başka bir meydan okuma sunmaktır. termo çiftlerin dönüşüm verimliliği tipik olarak sadece% 5-7, yani 100-watt elektrik RTG, yaklaşık 1.500 watt'lik termal güç üretmeli, ancak elde edilen kazanımlar çok daha artacaktır.
[FONT:0]Heat dağılımı[[Dönetici:0) Ayrıca, diğer bileşenlerin fiziksel kontrolünün olmadığı kadar bu ısıyı idare etmek için uzayın reddedilmesi gereken çok miktarda atık ısısı üretmelidir.
Ayrıca, ham isotope tedariki, özellikle Plutonium-238, sınırlıdır. ABD Plutonium-238'in üretimini yeniden başlattı.
Tarih ve Mevcut Misyonlar Beta Decay RTGs tarafından
Uzayda kullanılan ilk RTG, 1961'de Transit 4A navigasyon uydusu üzerinde SNAP-3B idi. O zamandan beri beta çürük tabanlı RTG'ler onlarca NASA ve Sovyet misyonlarını desteklediler.
- [Apollo Ay Yüzey Deneyleri Paketi (ALSEP))[değiştir | kaynağı değiştir]: Apollo 12, 14, 15, 16 ve 17 görev Ay'da RTG'leri astronot kalkıştan yıllar sonra terk etmek için terk etti.
- [FONT:0]Yerelleri kazıtmak[[Döntgenler: Her karada iki RTG Mars yüzey operasyonları için güç sağladı.
- [FONT:0)Voyager 1 ve 2 (1977)): Yine de 45 yıldan sonra çalışır, bu uzay aracı, heliopause'nun ötesindeki verileri göndermek için Plutonium-238'i çürütmeye güvenir.
- [FONT=0)Cassini-Huygens (1997-2017)[[Dönem: 1) Cassini orbiter Satürn'ün halkalarını ve aylarını incelemek için üç RTG kullandı; Huygens Pro'nun Titan'ın atmosferi aracılığıyla inişini gerçekleştirdi.
- [FONT:0]Yeni Ufuklar (2006)[[Dönem: 1] Tek bir RTG tarafından sağlanan bu uzay aracı 2015 yılında son Pluto'yu uçtu ve Kuiper Kemer'e doğru devam ediyor.
- [FONT:0)Mars geri dönüşleri: [Dönder: [Dönetici:2) [Curiosity[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ) [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız.
[FONTA Radioisotope Power Systems programı, Dragonflydcopter'ı Titan ve Europa Clipper'e dahil olmak üzere gelecekteki görevler için gelecek nesil RTG'leri geliştirmeye devam ediyor.
Future Developments: Beta Decay Power Systems'ı geliştirmek
Devam eden araştırmalar, mevcut RTG'lerin verimliliğini ve tedarik sınırlamalarını yenmeyi amaçlamaktadır.HED:0)Thermoelektrik materyali iyileştirmeler) ön plandadır. [Ücretsiz nanoyapılar kullanarak, düşük ısı iletkenliği ve yüksek elektrik iletkenliği olan,% 10-12'e dönüşüm artırabilir.
[FONT=0) İleri düzey izotop seçimi[Dönetici:0) Diğer bir avenue. while Plutonium-238 standart kalırken, alternatif alfa gibiotopes:2)Americium-241[Dönetici: 432-yıl yarı-yaşam ile yayılabilir) gelecekteki RTG'ler için bir aday yapar.
[FONTDynamic Dönüşüm Sistemleri[[DDynamic Change System] [Dynamic Change System] [Dynamic Change System[DDDynamic Dönüşüm Sistemleri[DDDDDDDD) Bu yaklaşımı göstermiş gibi, ancak geliştirme, küçük modüler fisiyon reaktörleri sunan küçük modüler radyolojiktörler de rekabet sağlayabilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Beta çürümesi, atomik çekirdeklerin dönüşümünden elde edilen, insanlığın güvenlik, verimlilik ile ilgili en uzak ve en uzak noktaları keşfetmesine olanak sağlar. Tahmin edilebilir, uzun süreli ısı çıktısı - onlarca yıldır uzay aracının kalbinden elde edilen RTG'lerin, uzayın güvenlik, enerji verimliliği ile ilgili diğer uzay planlarının ötesine geçmesi için, temiz enerji kaynaklarına devam eden, temiz enerji kaynaklarına devam eden, dönüşüm teknolojilerine devam eden ve enerji üretimi vaatleri enerji tasarrufuna devam edecek.