Радиоактивное топливо


Радиоактивное топливо

Наиболее пригодными в качестве радиоактивного «топлива» являются нуклиды с периодом полураспада не менее 100 сут и не более 10-30 лет. На основе таких нуклидов могут быть созданы энергетические радионуклидные блоки активностью в десятки и сотни тысяч кюри. В частности, уже созданы блоки на основе це­рия-144 (примерно 20000 Ки), стронция-90 (до 100000 Ки), це­зия-137 (от 50 до 150000 Ки), плутония-238, кюрия-242. Электриче­ская мощность таких блоков — от нескольких ватт до нескольких сотен ватт.

Применение плутония-238 в качестве альфа-излучателя позволило создать портативный источник электрического питания для пере­носной аппаратуры различного назначения. Нуклидные источники электрической энергии на основе уникальных свойств кюрия-242 (высокое удельное энерговыделение, низкая интенсивность гамма-излучения) найдут широкое применение в качестве генераторов элек­троэнергии относительно небольшой мощности.

Преобразование энергии радиоактивного распада может осуще­ствляться различными методами, в том числе термоэлектрическим, термоэмиссионным или машинным. Термоэлектрический метод в диапазоне мощности до нескольких сотен ватт при высокой на­дежности обусловливает хорошую эффективность и достаточно продолжительный срок службы. Термоэмиссионный и машинный методы преобразования энергии используют при создании генера­торов большой мощности. На основе нуклидов стронция-90 и це­рия-144 создана серия нуклидных термоэлектрических генераторов «Бета-1», «Бета-2», «Бета-3», «Бета-С». Они служат для энергопи­тания автоматических радиометеорологических станций различного типа. Принцип работы генераторов типа «Бета» основан на термо­электрическом превращении тепловой энергии, выделяющейся при радиоактивном распаде нуклида, в электрическую. Генераторы ти­па «Бета» успешно эксплуатируются. Они имеют электрическую мощность порядка 10 Вт и выше, срок службы примерно 10 лет и КПД 4-6%. Установка «Бета-3» электрической мощностью 12 Вт на основе стронция-90 (активностью 40000 Ки) работает на острове Диксон. Несколько установок типа «Бета-С» электриче­ской мощностью 10 Вт на основе стронция-90 (приблизительно по 35 000 Ки) — в труднодоступных горных районах Читинской обла­сти. Создана двухцелевая установка «Ангара» для питания тепло­вой и электрической энергией специальной аппаратуры высокогор­ных станций по изучению космических лучей. Такие установки электрической мощностью 12 Вт на основе стронция-90 (40000 Ки) работают в предгорьях Саянского хребта, в заливе Терпения на Дальнем Востоке и т. д. Все они показывают хорошие эксплуата­ционные данные и надежность в работе.