Radioizotópos termoelektromos generátor

elektromos áramot termelő berendezés

A radioizotópos termoelektromos generátor (angol rövidítéssel RTG – Radioisotope Thermoelectric Generator) olyan berendezés, mely a radioaktív izotópok természetes bomlásából származó hőt hasznosítja; a Seebeck-hatás segítségével elektromos árammá alakítja. A Naptól távolra küldött űrszondák használják a működésükhöz szükséges energia előállítására, mivel nincs elegendő fény a napelemekkel való energiatermelésre. Emellett lakatlan, energiahálózattal nem rendelkező területeken navigációs állomások energiaellátására is használják.

A Cassini űrszondán elhelyezett radioizotópos generátor
A Holdon elhelyezett amerikai SNAP–27 típusú radioizotópos termoelektromos generátor

HasználataSzerkesztés

Az űrkutatásbanSzerkesztés

A radioizotópos generátorokat olyan űreszközökön használják energiaforrásként, amelyek annyira távol kerülnek a Naptól, hogy a napelemtáblák által termelt energia már túl kevés lenne a szonda működtetéséhez. Ezek közé tartozott a Pioneer–10, Pioneer–11, Voyager–1, Voyager–2, Galileo, Ulysses és a Cassini. RTG-ket használt még a két Viking lander, az Apollo küldetéseken a Holdon hagyott műszerek, a Nimbus, a Transit, a Les műholdak és a Mars Science Laboratory űrszonda is. A napelemek fejlődésének is köszönhető, hogy a Rosetta üstököskutató és a Juno Jupiter-kutató szondák energiáját napelemek biztosítják.

A Szovjetunióban az első kísérleti radioizotópos termoelektromos generátor, a kísérleti L–106 jelű berendezés 1962-ben készült, majd ezt követte a Limon–1 jelzésű generátor, 1963-ban. Először 1965-ben a Koszmosz–84 és Koszmosz–90 műholdakon használták kísérleti jelleggel, ezek az Orion–1 és a 11K típusú, 210-es polóniumot tartalmaztak. Később a polónium alapú radioizotópos generátorokat mint hőforrást a Lunohod–1 és Lunohod–2 holdjárókon alkalmazták a berendezések fűtésére.

Egyéb alkalmazásSzerkesztés

 
Kiselejtezett, és a nem megfelelő tárolás miatt sérült szovjet Beta–M típusú radioizotópos termoelektromos generátorok a Kola-félszigeten

A Szovjetunióban elterjedten használták lakott helyektől távoli, elektromosenergia-hálózattal nem rendelkező térségekben navigációs célú rádióállomások, meteorológiai állomások, vagy világítótornyok energiaellátásának biztosítására.[1] Ezekben nagy aktivitású stroncium bomlásakor keletkező hőt alakítottak át elektromos energiává. A Szovjetunióban az 1970-es évek közepétől mintegy tíz típust fejlesztett ki moszkvai Műszaki-fizikai és Automatizálása Kutatóintézet (NIITFA) a RIT–90 izotópkapszula alapján, sorozatgyártásukat az észtországi Narvában a Baltyijec üzem (napjainkban Balti EES) végezte. A szovjet időszakban kb. 1500 darab ilyen energiaforrást telepítettek, melyek élettartama 10–30 év volt. A Szovjetunióban gyártott típusok a közül a 230 W hőteljesítményű és 10 W elektromos teljesítményű Beta–M volt a legelterjedtebb. A szovjet időszakban 381 radioizotópus termoelektromos generátort telepítettek az északkeleti átjáró mentén a tengeri hajózási navigációs berendezések energiaellátására.

A 2000-es évek elejére Oroszországban még kb. 600–700 ilyen eszköz maradt használatban. A Szovjetunió felbomlása után a kiselejtezett és nem megfelelő körülmények között tárolt radioizotópos termoelektromos generátorok komoly környezeti veszélyt jelentettek, emellett a nem megfelelően őrzött radioaktív izotópok proliferációs veszélyt jelentenek. A 2000-es évek eleje óta külföldi támogatással program kezdődött a radioizotópos generátorok napelemekre történő kicserélésére.

Az Egyesült Államok az 1960–as, 1970-es években kb. 10 darab radioizotópos termoelektromos generátort telepített Alaszkában katonai berendezések energiaellátása céljából. 1992-ben ezek egyike egy tűzben megsérült. Ezt követően a radioizotópos generátorokat dízelgenerátorra cserélték.

MűködéseSzerkesztés

Fő alkotóeleme egy erős radioaktív izotóp (az üzemanyag). A hőelem a tartály falán van elhelyezve, és minden hőelem külső végét hűtőborda csatlakoztatja. A magas sugárzás hőt termel és az üzemanyag és a hűtőborda hőmérsékleti különbsége teszi lehetővé a hőelemek elektromos áramtermelését. A hőelem olyan termoelektromos eszköz, amely a hőenergiát a Seebeck-effektus segítségével közvetlenül villamos energiává alakítja. Két különböző fémből készül, amelyek egyaránt vezetik az áramot. Minél több hőelemet kapcsolnak össze, annál nagyobb feszültséget hoznak létre.

JegyzetekSzerkesztés

  1. RITEGi, Bellona (bellona.ru), oroszul. [2012. november 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. november 11.)

ForrásokSzerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Radioizotópos termoelektromos generátor témájú médiaállományokat.