前苏联和俄罗斯同位素温差发电器发展状况 被引量：13

1

作者 崔萍 李歆 +1 位作者 张楠 张建中 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第12期803-806,共4页

放射性同位素温差发电器是将放射性同位素的衰变热利用塞贝克效应直接转换成电能的一种高生存力的致密能源,是目前月球表面和深太空探测以及偏远地带用可供选择的最佳电源。详细介绍了前苏联和俄罗斯空间和地面用同位素温差发电器的研... 放射性同位素温差发电器是将放射性同位素的衰变热利用塞贝克效应直接转换成电能的一种高生存力的致密能源,是目前月球表面和深太空探测以及偏远地带用可供选择的最佳电源。详细介绍了前苏联和俄罗斯空间和地面用同位素温差发电器的研制、应用和发展状况。给出了代表性产品的主要技术性能。从结构设计上分析了放射性同位素温差发电器的核安全问题,阐明了其在俄罗斯的分布情况、数量、服役状态和存在的危机。 展开更多

关键词 放射性同位素 温差发电器 应用 核安全

下载PDF 职称材料

嫦娥四号着陆器同位素温差电池设计与验证 被引量：14

2

作者 彭磊 侯旭峰 +1 位作者 阎勇 张丽丽 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第4期607-612,共6页

嫦娥四号着陆器同位素温差电池是我国首个成功在航天器上应用的同位素电源,可为着陆器两相流体回路提供热能,并为原位月夜温度采集提供电能。同位素温差电池解决了温度和力学环境条件严酷、安装操作条件复杂、装配集成涉及电离辐射等难... 嫦娥四号着陆器同位素温差电池是我国首个成功在航天器上应用的同位素电源,可为着陆器两相流体回路提供热能,并为原位月夜温度采集提供电能。同位素温差电池解决了温度和力学环境条件严酷、安装操作条件复杂、装配集成涉及电离辐射等难题,采用238Pu密封同位素热源、平面式PbSnTe/PbTe温差电换能器、耐压密封外壳,开发了适应月面环境的同位素温差电池设计制造技术,圆满完成了为两相流体回路供热并为月夜温度采集器供电的任务。对同位素温差电池的设计约束、最终方案及试验验证情况进行了介绍。 展开更多

关键词 同位素温差电池 温差电换能器 月球探测 试验验证

下载PDF 职称材料

空间核动力源的安全性研究进展 被引量：13

3

作者 胡文军 陈红永 +3 位作者 陈军红 李上明 胡绍全 唐玉华 《深空探测学报》 2017年第5期453-465,共13页

同位素热/电源以及空间核反应堆在深空探测任务中有重要应用。通过调研其技术特点以及国际上针对核能空间应用安全性的相关规范,研究了其空间安全性规范的法律法规。以ALRH(Apollo Lunar Radiosotope Heater,阿波罗月球任务同位素热源)... 同位素热/电源以及空间核反应堆在深空探测任务中有重要应用。通过调研其技术特点以及国际上针对核能空间应用安全性的相关规范,研究了其空间安全性规范的法律法规。以ALRH(Apollo Lunar Radiosotope Heater,阿波罗月球任务同位素热源)、GPHS(General Purpose Heater Source,通用型热源)、LWRHU(Lighted Weighted Radiosotope Heater Unit,轻量放射性同位素热源)、MMRTG(Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator,多任务型放射性同位素电源)等同位素热/电源及俄罗斯热离子空间反应堆电源(TOPAZ-II型号)为例,结合美俄开展的同位素热/电源的系列安全性试验,重点关注了不同型号的试验及分析技术细节,并分析了同位素热/电源的空间应用安全评价方法,可为开展相关研发提供技术参考。 展开更多

关键词 同位素热源 同位素电源 空间核反应堆 深空探测 安全性试验

下载PDF 职称材料

核动力深空探测器现状及发展研究 被引量：12

4

作者 朱安文 刘飞标 +1 位作者 杜辉 马世俊 《深空探测学报》 2017年第5期405-416,共12页

深空探测中,由于无法使用太阳能或者太阳能的利用效率太低,需要使用空间核电源。当前用于月球表面、火星表面、木星及以远的飞行任务中的核动力深空探测器,均利用的同位素核源衰变能,包括同位素热源用于温度控制和采用温差发电用于供电... 深空探测中,由于无法使用太阳能或者太阳能的利用效率太低,需要使用空间核电源。当前用于月球表面、火星表面、木星及以远的飞行任务中的核动力深空探测器,均利用的同位素核源衰变能,包括同位素热源用于温度控制和采用温差发电用于供电。研究中的深空探测核动力应用包括月球基地、载人火星飞行、无人探测、使用核反应堆裂变能等。空间裂变电源的反应堆包括液态金属冷却堆和气冷堆两种方式,前者支持温差、斯特林和布雷顿发电,后者支持布雷顿和磁流体发电。近期开始探索研究核聚变深空探测器。纵观核动力深空探测器的发展历程,同位素电源依然在深空探测中发挥着重要作用,大功率空间核电源结合电推进将成为未来深空探测的重要关注方向。 展开更多

关键词 核动力 深空探测器 同位素电源 反应堆

下载PDF 职称材料

深空探测用同位素电源的研究进展 被引量：9

5

作者 王廷兰 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1576-1579,共4页

放射性同位素温差电池被认为是人类进行深空探测和月球探测最理想的能源供给器件。介绍了放射性同位素电源的工作原理、同位素热源的选择原则和各种热电转换技术的特点和研究现状,回顾了放射性同位素温差电池的各发展阶段。最后展望了... 放射性同位素温差电池被认为是人类进行深空探测和月球探测最理想的能源供给器件。介绍了放射性同位素电源的工作原理、同位素热源的选择原则和各种热电转换技术的特点和研究现状,回顾了放射性同位素温差电池的各发展阶段。最后展望了空间用同位素电源的发展趋势,并认为在近期的深空探测任务中,MMRTG仍然会是能源系统的首选,其未来所需要解决的主要问题是热电转换效率的进一步提高和可靠性增长。 展开更多

关键词 同位素电源 RTG 深空探测

下载PDF 职称材料

具有独特用途的放射性同位素电池 被引量：7

6

作者 沈天健 梁代骅 +8 位作者 蔡建华 戴志敏 夏汇浩 王建华 孙森 俞国军 王晓 王东兴 刘鑫 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期625-630,共6页

放射性同位素电池是20世纪60年代发展起来的一种新型电源。由于它具有寿命长、工作可靠、对环境适应性强、不需经常维护、结构紧凑、比容量高等优点,因而在空间、陆地海上、海底以及医学领域都有独特的用途。本文分析了热电型放射性同... 放射性同位素电池是20世纪60年代发展起来的一种新型电源。由于它具有寿命长、工作可靠、对环境适应性强、不需经常维护、结构紧凑、比容量高等优点,因而在空间、陆地海上、海底以及医学领域都有独特的用途。本文分析了热电型放射性同位素电池的特点、基本原理、主要构成,介绍了热电型放射性同位素电池在空间地球卫星、月面试验站、外层星际探测以及在地面、海下、医学等方面的广泛应用,并展望了放射性同位素电池在21世纪的发展应用前景。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 热电转换 热源 辐射损伤

原文传递

同位素核能源的空间应用前景分析 被引量：6

7

作者 孙佳慧 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期401-404,共4页

同位素热源(radioisotope heating unit)简称"RHU",是利用放射性同位素衰变过程产生的热能而制成的热源;同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator)简称"RTG",是利用温差电材料的塞贝克效应将放射... 同位素热源(radioisotope heating unit)简称"RHU",是利用放射性同位素衰变过程产生的热能而制成的热源;同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator)简称"RTG",是利用温差电材料的塞贝克效应将放射性同位素热源的衰变热能直接转换成电能的固态能量转换器件。RTG和RHU统称为同位素核能源。对同位素核能源的空间应用前景进行了分析。 展开更多

关键词 同位素热源 同位素温差发电器 应用前景

下载PDF 职称材料

^(90)Sr同位素温差电源结构设计与性能分析 被引量：3

8

作者 杜广瀚 李玉鹏 +3 位作者 李根 郭锐 刘桂秀 王进仕 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期104-111,共8页

本研究设计了^(90)Sr同位素温差电源物理模型,主要包括热源、热电转换模块以及散热模块。在此基础上利用COMSOL软件对同位素电源进行有限元分析,得到了同位素电源的温度分布、电压以及功率输出特性。同时研究了热源功率衰减下的同位素... 本研究设计了^(90)Sr同位素温差电源物理模型,主要包括热源、热电转换模块以及散热模块。在此基础上利用COMSOL软件对同位素电源进行有限元分析,得到了同位素电源的温度分布、电压以及功率输出特性。同时研究了热源功率衰减下的同位素电源输出特性,最后对热电材料的高度和横截面积进行了敏感性分析。研究结果表明,同位素电源最大输出功率为63.6 W,热电转换效率为7.6%,在15 a内电源最大输出功率由63.6 W衰减至24.4 W。敏感性分析发现电源内阻和最大输出功率随热电材料高度的增大而增大,随横截面积的减小而增大,研究结果对同位素电源在太空、深海等恶劣环境中的应用具有重要意义。 展开更多

关键词 同位素电源 热电转换 输出功率 热电转换效率 敏感性分析

原文传递

温差同位素电源数字仿真与模拟试验研究

9

作者 黄学良 李满仓 +6 位作者 陈长 张新虎 周代杰 陈志禹 谢运利 郭锐 王雨 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期262-266,共5页

温差同位素电源是一种将放射性同位素衰变产生的热能转换为电能的装置,涉及热-电物理场强耦合,如何准确仿真分析是一大难点。本文基于一款90Sr温差同位素电源样机,首先建立了样机整机热-电物理场直接耦合的数字仿真模型,结合试验数据对... 温差同位素电源是一种将放射性同位素衰变产生的热能转换为电能的装置,涉及热-电物理场强耦合,如何准确仿真分析是一大难点。本文基于一款90Sr温差同位素电源样机,首先建立了样机整机热-电物理场直接耦合的数字仿真模型,结合试验数据对模型参数进行优化,然后通过模拟试验验证了电源样机稳态和动态运行下模型仿真的准确性。最后利用模型开展了电源样机整机热-电物理场分析,以及外接不同负载时的输出功率研究。结果表明,在给定工况下,样机系统漏热占比26%,电路电能损耗占比10%;在最佳匹配负载下,整机最大输出功率可达96mW,热电转换效率2%。 展开更多

关键词 温差同位素电源 耦合仿真 模拟试验 热-电物理场分析 输出功率

原文传递

基于SKD-HH分段级联器件与GPHS的RTG输出性能计算

10

作者 何虎 夏时雨 +1 位作者 武伟名 桑雨柔 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第4期743-748,共6页

Pu-238放射性同位素温差发电器(RTG)在深空探测中具有广泛应用。基于先进热电材料CoSb_(3)填充方钴矿和半赫斯勒材料,设计了六π对构型分段级联器件。在此基础上,结合通用模块化热源GPHS,设计了一种面向深空应用的80 W级RTG,采用有限元... Pu-238放射性同位素温差发电器(RTG)在深空探测中具有广泛应用。基于先进热电材料CoSb_(3)填充方钴矿和半赫斯勒材料,设计了六π对构型分段级联器件。在此基础上,结合通用模块化热源GPHS,设计了一种面向深空应用的80 W级RTG,采用有限元软件Ansys计算了其在深空环境温度下的电性能输出和温度分布。该RTG最大输出功率80.3 W,转换效率8.36%,设计转换效率达到了美国eMMRTG的水平。 展开更多

关键词 RTG 分段级联器件 有限元计算

下载PDF 职称材料

同位素温差电池用高效热电转换材料与器件研究进展 被引量：6

11

作者 柏胜强 廖锦城 +1 位作者 夏绪贵 陈立东 《深空探测学报（中英文）》 2020年第6期525-535,共11页

同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generator,RTG)自20世纪60年代以来在深空探测领域获得长期应用。综述了同位素温差电池的主要特点和关键技术,介绍了高效热电转换材料与器件最新研究进展,结合未来深空探测需求,提出同位素... 同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generator,RTG)自20世纪60年代以来在深空探测领域获得长期应用。综述了同位素温差电池的主要特点和关键技术,介绍了高效热电转换材料与器件最新研究进展,结合未来深空探测需求,提出同位素温差电池用热电转换材料与器件技术的发展思路。 展开更多

关键词 同位素温差电池 热电转换材料 热电发电器件

下载PDF 职称材料

等效同位素热源设计制备及其性能测试

12

作者 王宏宇 许志恒 +5 位作者 王继宇 刘世超 陆宏波 李欣益 刘云鹏 汤晓斌 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期91-98,共8页

通用热源(General-Purpose Heat Source,GPHS)是同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generators,RTG)中应用最成熟的热源模块,在同位素电源的研制与测试过程中,GPHS是电加热模拟热源等效性的关键参考。为满足同位素电源系统非... 通用热源(General-Purpose Heat Source,GPHS)是同位素温差电池(Radioisotope Thermoelectric Generators,RTG)中应用最成熟的热源模块,在同位素电源的研制与测试过程中,GPHS是电加热模拟热源等效性的关键参考。为满足同位素电源系统非核单元等效性测试与验证的需求,基于GPHS的各项实际性能参数,设计并仿制了一种电加热模拟热源。基于仿真计算与实验测试结果,分析评价了仿GPHS模拟热源的热输出特性、等效替代性及其在不同应用场景下的运行效果。当输入功率为250 W时,仿GPHS模拟热源表面平均温度可达515 K,且温度随功率变化的趋势与仿真结果相吻合。经实验测试,在250 W热源功率下,RTG模块的能量转化效率可提升至6%左右。本文提出并构建的仿GPHS模拟热源等效性良好,且可适用于同位素温差电池,对同位素电源的性能评价提供一种有效的、统一的参考标准。 展开更多

关键词 放射性同位素 模拟热源 COMSOL仿真 通用热源 同位素温差电池

原文传递

陆地用60 W级^(241)AmO_(2)放射性同位素温差发电器的输出电性能计算及安全性分析

13

作者 何虎 王雪健 武伟名 《同位素》 CAS 2023年第2期241-246,I0007,共7页

放射性同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator,RTG)具有寿命长、环境适应性强等优点,可广泛应用于海、陆、空中的复杂场景。其中,为陆地设备供电是RTG的一个重要工程应用领域。^(241)AmO_(2)由于具有半衰期长,获取渠... 放射性同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator,RTG)具有寿命长、环境适应性强等优点,可广泛应用于海、陆、空中的复杂场景。其中,为陆地设备供电是RTG的一个重要工程应用领域。^(241)AmO_(2)由于具有半衰期长,获取渠道广泛,剂量率低等优点,可作为陆地用RTG能源供给的来源之一。本研究设计一款60 W级^(241)AmO_(2)驱动放射性同位素温差发电器,并基于ANSYS有限元分析软件,计算其在陆地中不同环境温度下应用时的电性能和安全性。计算结果显示,环境温度影响^(241)AmO_(2)-RTG的最大输出功率和温度分布,当环境温度为-60~50℃时,其最大输出功率最低为66.0 W,最高可达75.7 W,源芯最高温度为789℃,热电模块热端最高温度为717℃。输出电性能和源芯温度满足设计指标及安全需求。 展开更多

关键词 放射性同位素温差发电器 AmO 2 有限元分析 输出电性能 安全性

下载PDF 职称材料

反应堆生产放射性同位素热源材料及其应用 被引量：2

14

作者 黄志勇 姜胜耀 +3 位作者 周子鹏 吴知非 刘以思 周世新 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期400-403,共4页

可用于深空探测等领域的放射性同位素温差发电器利用半导体热电元件直接将放射性同位素的衰变热转化为电能。目前所使用的热源材料——放射性同位素238Pu具有半衰期适中、热功率密度较高、α衰变易于辐射防护等特点,已获得较为广泛的应... 可用于深空探测等领域的放射性同位素温差发电器利用半导体热电元件直接将放射性同位素的衰变热转化为电能。目前所使用的热源材料——放射性同位素238Pu具有半衰期适中、热功率密度较高、α衰变易于辐射防护等特点,已获得较为广泛的应用。本文简要介绍利用反应堆生产238Pu的途径以及分离、纯化过程。 展开更多

关键词 反应堆 放射性同位素热源 238Pu 温差发电器

下载PDF 职称材料

同位素温差电源辐射器的散热特性研究 被引量：1

15

作者 任德鹏 贾阳 刘强 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期165-168,共4页

建立了同位素温差电源管肋式辐射器散热过程的耦合传热模型,采用热网络法结合蒙特卡罗法,数值模拟了辐射器的散热过程.分析了辐射器质量不变的条件下,肋片数、高度及表面发射率等参数的影响.研究结果表明,在管内第二类边界条件下,肋片... 建立了同位素温差电源管肋式辐射器散热过程的耦合传热模型,采用热网络法结合蒙特卡罗法,数值模拟了辐射器的散热过程.分析了辐射器质量不变的条件下,肋片数、高度及表面发射率等参数的影响.研究结果表明,在管内第二类边界条件下,肋片数对辐射器散热性能的影响明显;肋片散热效率随表面发射率的增加而降低,随肋片高度的增加非单调变化,存在一最优值. 展开更多

关键词 温差电源 辐射散热器 热分析

下载PDF 职称材料

基于^(241)AmO_2驱动放射性同位素温差发电器在月球表面输出性能模拟计算 被引量：1

16

作者 何虎 罗志福 +1 位作者 武伟名 于雪 《同位素》 CAS 2018年第6期335-342,共8页

^(238)Pu驱动放射性同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator,RTG)在深空探测中具有广泛应用。但是^(238)Pu生产工艺复杂、产量小,不能完全满足深空探测任务的需求,有必要寻找^(238)Pu替代物。^(241)Am半衰期长,剂量率... ^(238)Pu驱动放射性同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator,RTG)在深空探测中具有广泛应用。但是^(238)Pu生产工艺复杂、产量小,不能完全满足深空探测任务的需求,有必要寻找^(238)Pu替代物。^(241)Am半衰期长,剂量率低,比功率合适,来源广泛,可以用作^(238)Pu替代物。其氧化物^(241)AmO_2陶瓷是最有可能的燃料形式。本文基于GPHS热源构型,设计一种单模块RTG,采用有限元软件ANSYS计算该型RTG在月球表面昼夜温度下的输出电功率以及温度分布。结果表明,该型RTG在月球表面昼夜温度下输出电功率约2W,转换效率约3.5%,对月球表面环境适应性良好。与欧洲太空局200W热源^(241)AmO_2-RTG相比转换效率略低;与韩国原子能研究所120W ^(238)PuO2-RTG相比转换效率相等。研究结果表明该^(241)AmO_2-RTG的设计方案可行。 展开更多

关键词 241AmO2 有限元计算 放射性同位素温差发电器

下载PDF 职称材料

同位素温差电源工作特性的数值研究

17

作者 任德鹏 贾阳 张建中 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期464-467,共4页

数值模拟了某型同位素温差电源的热电耦合工作过程,探讨了在温差材料常物性假设条件下环境温度、热源加热功率、表面发射率、肋片高度、肋片数等参数对温差电源工作特性的影响。结果表明,加热功率对电源内部的温度影响最明显,而环境温... 数值模拟了某型同位素温差电源的热电耦合工作过程,探讨了在温差材料常物性假设条件下环境温度、热源加热功率、表面发射率、肋片高度、肋片数等参数对温差电源工作特性的影响。结果表明,加热功率对电源内部的温度影响最明显,而环境温度、表面发射率及肋片参数对电源表面的温度影响显著;环境温度及表面发射率对温差电源电性能的影响作用较小;散热肋片安装后电源整体温度明显降低,输出电性能得到改善;较大的加热功率有利于提高温差电源的转换效率。 展开更多

关键词 温差电源 热电耦合 数值模拟

下载PDF 职称材料

放射性同位素温差发电器在深空探测中的应用 被引量：20

18

作者 张建中 任保国 +1 位作者 王泽深 郑海山 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期644-647,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 深空探测 放射性同位素温差发电器(RTG) 温差电换能器 核安全 热管理技术 电源管理技术

下载PDF 职称材料

空间同位素发电体系的应用现状与展望 被引量：15

19

作者 蔡善钰 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 1994年第4期373-379,共7页

放射性同位素温差发电器（ＲＴＧ）自６０年代初以来，已成功地为空间发射任务提供动力。同位素温差发电器的安全性、可靠性和耐久性已经为其地球轨道飞行、月面科学试验和外层行星探索的多种应用而得到充分地证实。就能量转换体系而言... 放射性同位素温差发电器（ＲＴＧ）自６０年代初以来，已成功地为空间发射任务提供动力。同位素温差发电器的安全性、可靠性和耐久性已经为其地球轨道飞行、月面科学试验和外层行星探索的多种应用而得到充分地证实。就能量转换体系而言，近年来人们为了提高热电转换效率，除继续改进“静态同位素发电体系”外，业已开始发展由通用型热源组件与封闭的布雷顿循环相结合的“动态同位素发电体系”。文中收集了本世纪９０年代由同位素发电体系供电的宇宙飞船发射时间表，并展望了同位素发电体系的应用前景。 展开更多

关键词 放射性同位素 热源 温差发电器 发电体系 动态

下载PDF 职称材料

同位素电池在探月及深空探测工程中应用的战略研究 被引量：4

20

作者 张建中 王泽深 +2 位作者 任保国 汤雁 崔萍 《中国电子科学研究院学报》 2007年第3期319-323,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 同位素电池 探月工程 深空探测工程 应用 战略

下载PDF 职称材料