RTG研制过程中的辐射防护研究

一般情况下,空间用同位素温差电池选用放射性同位素Pu-238作为热源燃料,同位素热源虽然是经过严酷实验条件验证的密封源,对于RTG研制过程的操作人员,正常情况下,不存在发生内照射的风险。但由于Pu-238衰变过程中会伴随一定量的中子和γ射线,所以对于RTG研制过程的操作人员必须采取相应的辐射防护措施,以避免造成不必要的伤害。系统分析了RTG用同位素源的辐射特性、RTG的研制流程和操作过程的辐射防护措施,提出了RTG研制和应用过程的辐射防护原则。

放射性同位素温差发电器在深空探测中的应用

放射性同位素温差发电器不受太阳光和其它环境条件的影响,可以同时为航天器提供电能和热能,是较理想的月球和深空探测电源。文章回顾了国外RTG的应用历史,评述了RTG的发展趋势。目前,RTG的研究方向是高效率、高比功率,以满足未来深空探测任务的需要。文章介绍了应用于深空探测的RTG在优化配置过程中应当考虑的一些问题。最后,评述了深空探测RTG的技术关键,包括RTG设计、温差电换能器技术、同位素热源及其安全技术、热管理技术和电源管理技术。

嫦娥四号着陆器月夜热电联供系统设计与验证

为了实现嫦娥四号着陆器在月球表面长期生存并完成月夜阶段温度采集任务,研制了一套高效的月夜热电联供系统.该系统主要由同位素温差电池(RTG)和两相流体回路组成.RTG发电废热在其端面集中排散,两相流体回路通过平板式蒸发器与RTG安装连接,收集热量传输到舱内.通过地面试验对系统功能进行了初步验证,试验中两相流体回路启动、断开正常,运行稳定.在轨飞行结果表明,该系统工作正常,实现了93%以上同位素核热源的热量用于温差发电器产生电能,并且收集了67%的发电废热用于舱内平台设备控温.

同位素电池在探月及深空探测工程中应用的战略研究

放射性同位素温差电池(RTG)不受太阳光和其他环境条件的影响,可以同时为航天器提供电能和热能,是较理想的月球和深空探测电源。在介绍了RTG的工作原理,回顾了国外RTG的应用历史,评述了RTG的发展趋势之后,讨论了应用于深空探测的RTG在优化配置过程中应当考虑的一些问题,评述了深空探测RTG的技术关键,包括RTG设计、温差电换能器技术、同位素热源及其安全技术、热管理技术和电源管理技术。最后,提出了关于RTG发展战略的建议。

空间同位素热/电源安全性技术指标体系框架研究

基于我国空间同位素热/电源使用环境特点,借鉴国外空间同热/电源安全认证的研究成果,通过对空间同位素热/电源应用环境剖面的分析,开展了空间同位素热/电源安全技术指标体系框架研究,建立了覆盖同位素热/电源产品研制、地面贮存/运输、发射准备、发射、在轨运行及废弃处置等全生命周期的正常和事故环境下的安全性技术指标体系,提出四大类型29项可考核技术指标,可作为空间同位素热/电源研制和安全性使用评价工作的主要依据,为解决我国使用空间同位素热/电源缺乏安全认证体系和安全性验证技术指标问题提供参考。

放射性同位素电池用铱合金包壳材料的研究进展

放射性同位素电池(RTG)对包壳材料的高温抗氧化性能有特别的要求,百瓦级以下的包壳材料可以使用Pt-30Rh合金,百瓦级以上的包壳材料需使用工作温度更高的铱合金。本文对铱合金包壳材料中掺杂钨、钍和铝等元素对金相组织结构、高温耐腐蚀性能和加工性能的影响,概述了高频感应熔炼、电子束熔炼和真空电弧熔炼等加工工艺的发展。

钛酸锶及稀土改性钛酸锶热源的应用及制备研究

^(90)Sr源是一种纯β衰变放射源,已经应用于同位素电池热源。为探索^(90)Sr放射性同位素温差发电器核热源芯体制备关键技术,建立高密度钛酸锶热源芯体制备技术方案,本研究通过湿法球磨和二次烧结的方法,以非放射性碳酸锶和二氧化钛粉末为原料,制备了高理论密度的钛酸锶芯体。研究结果表明,本研究制定的芯体制备技术方案可有效避免球磨过程中原料粉体粘结在球磨罐体上,粉末损耗量少,粉体粒度均匀;通过烧结-破碎-再烧结方式,可有效增加原料纯度,晶粒成型更好,芯体强度更高;且通过掺杂浓度为2%的钇实现了晶粒的细化,有效提高了其服役寿命和稳定性。本研究可为放射性钛酸锶热源芯体制备提供技术参考。