Re: Voyager
Napsal: 24.12.2013 12:16
No, on to je jaderný zdroj a zároveň tepelný, podobně jako reaktor.
Rozdíl je, že u jaderných reaktorů se využívá řízeného štěpení atomů uranu (či jiného vhodného prvku), kdežto plutonium se štěpí samo, ale velmi, velmi pomalu. U obou typů se ale využívá teplo produkované reakcí.
Kromě rychlosti reakce je rozdíl v tom, že pozemní reaktor využívá účinný mechanický systém - turbínu, kdežto klasické RTG jako je MMRTG nebo starší SNAP-19 apod. používají polovodičové termočlánky. Turbíny mají účinnost v desítkách procent (přes 30%), kdežto termočlánky mají běžně 4-6%.
Výhodou termočlánků je ovšem přímý převod na elektrickou energii a nižší komplikovanost (a tedy i vyšší spolehlivost).
Vývoj moderních mechanických systémů RTG typu Stirling či Brayton byly z finančních důvodů zastaveny (jak už zmínil Agamemnon) asi před měsícem. U Stirlingu měla být účinnost nějakých 20 - 30%.
Pod hlavičkou ESA běží vývoj evropských RTG a tam se asi mechanickému systému nevyhnou, protože americium má ještě nižší poločas rozpadu, nižší produkovanou teplotu a nižší účinnost na kilogram. Pro srovnatelnou účinnost s americkými RTG je tedy mechanický systém nutností.
Jinak co se týče účinnosti rozpadu plutonia vs. štěpení uranu na jednotku hmotnosti, to je trochu záludnější otázka, protože tam už je třeba se podívat na mechanismus reakce a na energetickou bilanci. Protože plutonium a uran jsou prakticky stejně těžké, dá se říct, že účinnost by měla být porovnatelná pomocí energie na reakci. U plutonia to je ~5,6 MeV a u uranu 235 je to ~200 MeV. Takže štěpení uranu je asi 37× účinnější pokud bereme v úvahu hmotnost paliva. Ovšem u uranu 235 jsme schopni ovlivňovat rychlost štěpení (či spíše přesněji množství štěpení), u přirozeného rozpadu plutonia 238 to neumíme.
Rozdíl je, že u jaderných reaktorů se využívá řízeného štěpení atomů uranu (či jiného vhodného prvku), kdežto plutonium se štěpí samo, ale velmi, velmi pomalu. U obou typů se ale využívá teplo produkované reakcí.
Kromě rychlosti reakce je rozdíl v tom, že pozemní reaktor využívá účinný mechanický systém - turbínu, kdežto klasické RTG jako je MMRTG nebo starší SNAP-19 apod. používají polovodičové termočlánky. Turbíny mají účinnost v desítkách procent (přes 30%), kdežto termočlánky mají běžně 4-6%.
Výhodou termočlánků je ovšem přímý převod na elektrickou energii a nižší komplikovanost (a tedy i vyšší spolehlivost).
Vývoj moderních mechanických systémů RTG typu Stirling či Brayton byly z finančních důvodů zastaveny (jak už zmínil Agamemnon) asi před měsícem. U Stirlingu měla být účinnost nějakých 20 - 30%.
Pod hlavičkou ESA běží vývoj evropských RTG a tam se asi mechanickému systému nevyhnou, protože americium má ještě nižší poločas rozpadu, nižší produkovanou teplotu a nižší účinnost na kilogram. Pro srovnatelnou účinnost s americkými RTG je tedy mechanický systém nutností.
Jinak co se týče účinnosti rozpadu plutonia vs. štěpení uranu na jednotku hmotnosti, to je trochu záludnější otázka, protože tam už je třeba se podívat na mechanismus reakce a na energetickou bilanci. Protože plutonium a uran jsou prakticky stejně těžké, dá se říct, že účinnost by měla být porovnatelná pomocí energie na reakci. U plutonia to je ~5,6 MeV a u uranu 235 je to ~200 MeV. Takže štěpení uranu je asi 37× účinnější pokud bereme v úvahu hmotnost paliva. Ovšem u uranu 235 jsme schopni ovlivňovat rychlost štěpení (či spíše přesněji množství štěpení), u přirozeného rozpadu plutonia 238 to neumíme.
na ta čísla jsem se moc podrobně nedíval. Nevím. Napadá mě jen, že v té době jsme o Plutu nevěděli skoro nic. Meziplanetární sondy byly pořád v plenkách, Hubble nikde a třeba Charon byl objeven až v roce 1978, tedy rok po vypuštění Voyageru. Možná jsou ta čísla prostě jen špatnými odhady a měřeními tehdejší doby. Ale třeba jsem úplně vedle.