Введение
Устройство, обеспечивающее тепло посредством радиоактивного распада.
Радиоизотопный нагреватель (РНУ) – это небольшое устройство, обеспечивающее тепло посредством радиоактивного распада. Они аналогичны миниатюрным радиоизотопным термоэлектрическим генераторам (РИТЭГ) и обычно вырабатывают около одного ватта тепла каждый, за счет распада нескольких граммов плутония-238 – хотя могут использоваться и другие радиоактивные изотопы. Тепло, выделяемое этими РНУ, непрерывно отдается в течение нескольких десятилетий и, теоретически, до столетия и более. В космических аппаратах РНУ используются для поддержания рабочих температур других компонентов, которые могут значительно отличаться от температуры других частей аппарата. В космическом вакууме любая часть космического аппарата, не освещенная прямыми солнечными лучами, охлаждается настолько, что может выйти из строя электроника или чувствительное научное оборудование. РНУ проще и надежнее других способов обогрева компонентов, таких как электрические нагреватели.
Изотоп
Радиоизотопные нагреватели для миссий НАСА использовали плутоний-238 в качестве изотопа для источников тепла, поскольку его радиоактивный период полураспада в 87,7 лет обеспечивает неограниченный срок службы миссии по сравнению с распадом изотопа. Этот изотоп выделяет 0,57 ватт тепловой мощности на грамм плутония-238. В советских миссиях использовались другие изотопы, например, источник тепла на основе полония-210, применявшийся в лунных роверах "Луноход". Полоний-210, имеющий период полураспада около 4,5 месяцев, производит больше тепловой мощности на единицу массы, но пригоден только для миссий меньшей продолжительности. Также рассматривалась возможность использования стронция-90.
Сравнение RHU с RTG
Хотя и RHU, и радиоизотопные термоэлектрические генераторы (RTG) используют тепло, выделяемое при распаде радиоактивного изотопа, RHU обычно значительно меньше из-за отсутствия термопар и теплоотводов/радиаторов, необходимых для преобразования тепла в электроэнергию. И RHU, и RTG оснащены прочными, термостойкими корпусами для безопасного удержания радиоизотопа в случае отказа ракеты-носителя или аппарата, возвращающегося в атмосферу. Общая масса одного одноваттного RHU (вместе с защитой) составляет около 40 граммов. Также использовались аналогичные устройства, такие как термоионные генераторы.
ГПГС
Министерство энергетики США разработало источник тепла общего назначения (GPHS) преимущественно для использования в космическом пространстве. Эти GPHS могут использоваться как по отдельности, так и группами до восемнадцати штук для обогрева компонентов, но в основном применяются в качестве источника тепла для радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ). Каждая GPHS содержит четыре топливные таблетки Pu-238, заключенные в оболочку из иридия, высотой 5 см, размером 10 см x 10 см и весом 1,44 кг.