Радиоизотопный блок обогрева


Радиоизотопный блок обогрева

Радиоизотопный блок обогрева служил для поддержания нормального температурного ре­жима в приборном контейнере самоходного ап­парата «Луноход» в условиях лунной ночи, для­щейся около 14 земных суток и характеризую­щейся весьма низкой температурой окружаю­щей среды (ниже -130°С). Он представляет со­бой радиоизотопный источник тепла, снабжен­ный двухходовым теплообменником. Блок обо­грева (рис. 34) размещается вне приборного контейнера «Лунохода», отбор тепла для обо­грева осуществляется прокачкой газового тепло­носителя через теплообменник при пониже­нии температуры в контейнере до минималь­но допустимой.

Радиоизотопный блок обогрева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.34. Луноход-2  и радиоизотопный блок обогрева (справа).

 

 

Избыточная тепловая энергия отводится в космическое пространство излуче­нием непосредственно с внешней поверхнос­ти теплообменника. В период лунного дня, когда космический аппарат в обогреве не нуж­дается, таким способом отводится все тепло, выделяемое радиоактивным нуклидом. При этом температура внешней поверхности тепло­обменника достигает 400°С. Предусмотрена возможность регулирований количества прока­чиваемого вентиляторами через теплообменник теплоносителя и, тем самым, изменения коли­чества отбираемого для обогрева тепла. Бла­годаря этому существенное изменение теп­ловой мощности радиоизотопного источника за время работы «Лунохода», обусловленное ма­лым периодом полураспада нуклида, не оказывало неблагоприятного влияния на тепловой режим аппарата. Радиоизотопные блоки обог­рева надежно обеспечивали тепловой энергией космические аппараты «Луноход-1» и «Луноход-2». Так, время функционирования блока обогрева аппарата «Луноход-1» составило 10,5 месяцев, т. е. оказалось значительно больше гарантированного ресурса.

Как известно, возможность применения на космических аппаратах ядерных энергетических установок вообще и радиоизотопных в частности в значительной мере связана с решени­ем проблемы обеспечения радиационной без­опасности. В СССР с самого начала проведе­ния работ по созданию радиоизотопных источ­ников энергии космического назначения была принята концепция обеспечения радиационной безопасности путем недопущения выхода ра­диоактивных материалов в окружающую среду даже при сильных термомеханических воздей­ствиях, связанных с аварийным возвращением космического аппарата в атмосферу Земли и ударом о ее поверхность. Эта задача решает­ся в основном конструктивными мерами — зак­лючением радиоактивного нуклида в герметич­ные и прочные ампулы, способные выдержать высокие температуры и механические нагруз­ки и противостоять коррозионному воздейст­вию внешней среды, а также защитой ампул от аэродинамического нагрева теплозащитным корпусом.

Проведенный комплекс научно-исследова­тельских и опытно-конструкторских работ поз­волил определить область применения радио­изотопных источников энергии в космосе. Их применение обосновано лишь в случае, если использование солнечной энергии невозможно или малоэффективно (например, в связи с за­темнением или большой удаленностью от Солн­ца), а применение химических источников энер­гии нецелесообразно из-за малого ресурса или большой массы горючего и окислителя. При этом с целью более эффективного использо­вания ядерной энергии, запасенной в радиоак­тивном изотопе, для решения задач ближнего космоса предпочтительно применять короткоживущие нуклиды полоний-210 и самарий-242, оставляя долгоживущие плутоний-238 и самарий-244 для решения задач даль­него космоса, требующих большого ресурса работы источников энергии. Определилось так­же место радиоизотопного источника энергии на космическом аппарате. Здесь его примене­ние целесообразно в составе различных сис­тем — электроснабжения, терморегулирования, жизнеобеспечения.