ческих исследований. В РТГ-1 использован стронций-90, развивающий тепловую мощность 44 Вт и электрическую 1 Вт. При разности температур в термобатарее 155 К генератор развивает напряжение 18 В. Топливная камера цилиндрической формы с радиоактивным веществом теплоизолирована, за исключением верхнего конца, который контактирует с термобатареей. В устройстве применена радиационная защита из обедненного урана. Масса генератора 142,8 кг.

В генераторе РТГ-2 использована съемная свинцовая защита, которая отделяется от корпуса на обеспечивающей безопасность глубине; масса защиты 312,9 кг. Изогопное топливо - также строн-ций-90. Тепловая мощность 44 Вт, электрическая 2 Вт, развиваемое напряжение 18 В, срок службы 5 лет.

Генератор РТГ-3 с изотопным топливом п-лутоний-238 тепловой мощностью 33 Вт развивает напряжение 10 В при электрической мощности 1 Вт. Генератор не требует громоздкой защиты, поэтому масса его составляет 4,38 кг, диаметр корпуса 9 см, длина 6,09 см. Прибор стойкий к различным механическим перегрузкам. Срок службы 20 лет.

Конструкция генератора РТГ-4 аналогична конструкции РТГ-1. Содержит дополнительные элементы для придания прибору механической прочности при работе в условиях ударных нагрузок и больших ускорений. Использовано топливо стронций-90. Тепловая мощность 23 Вт, электрическая - 0,3 Вт. Масса установки 108,7 кг, диаметр 20,32 см, длина 22,5 см.

Генератор УРИПС-П-1 [63,89] изготовлен для питания берегового светящегося знака, акустических маяков и радиотелеметрических курсоуказателей. В устройстве использовано изотопное топливо стронций-90 мощностью 46 Вт, электрическая мощность 1 Вт при напряжении 24 В. Применена урановая защита. Масса установки 362,8 кг, днамевгр 34,6 см, высота 49,96 см.

Для обогрева водолазных костюмов разработан генератор с изотопным топливом тулий-171 или тулий-170 тепловой мощностью 400 Вт. Термобатарея электрической мощностью 5 Вт использует£я для питания электрического насоса, обеспечивающего циркуляцию в скафандре подогретой до 43° С воды и для питания ксеноновой лампы. Масса прибора 16 кг, габаритные размеры 15 X 20 X 35 см, срок службы - около двух лет [63 , 74].

Во Франции для питания маяков и других целей разработаны изотопные генераторы серии Маргарита . В генераторе Маргарита-2 применены изотоп стронций-90 и термобатарея из сплава Ge- Si. Электрическая мощность 0,125 Вт, напряжение 0,5 В. В усовер-шенствова;1ном варианте Маргарита-20 тепловая мощность увеличена до 265 Вт, электрическая - соответственно до 12,5 Вт при температуре горячих спаев термобатареи 900° С, холодных 250° С. Масса установки 8 кг, КПД 4,7% [63, 79].

Под руководством Управления по атомной энергии в Англии в атомном центре Харуэлл разработаны генераторы серии Ripp-1е [85]. Топливо генераторов стронций-90 (SrTiOs), термоэлектрический материал Bi.,Te3. Свойства генераторов приведены в табл. Х.14, схема генератора - на рис. Х.39. В Ripple-b> и Ripple-lI при 700 Ки получена тепловая мощность 4,4 Вт. Применена термобатарея из двух цепей термоэлементов (в каждой цепи 18термоэле-

ментов размерами 10 X 1,5 X 1,5 мм); при перепаде температуры 140 К каждый термоэлемент развивал термоЭДС 0,022 В. Прн использовании преобразователя получено напряжение до 6 В при мощности 30 мВт. Масса Ripple-I 600 кг, Ripple-П - 230 кг. Генератор предназначен для питания лампы-вспышки морских навигационных установок. Конструкции более поздних вариантов генераторов и их характеристики несколько улучшены. Генераторы Ripple-V , Ripple-VI и Ripple-VIl в 1967 г. были установлены в море и проработали успешноот 8 до 14 мес. Разработаны генераторы Ripple-lX и Ripple-Х мощ-ностью 4-40 Вт.

Малогабаритный переносный источник МИГ-67 с изотопом плуто-ний-238 разработан во ВНИИРТ. В приборе применена схема жесткого крепления теплового блока с эластичными теплопер.еходами термоэлементов. Теплоотвод имеет вид радиатора, который одновременно является и корпусом прибора. Технический ресурс 5 лет, электрическая мощность 1 Вт, номинальное напряжение 2 В [63].

В США разработан малогабаритный источник эталонного напряжения СНАП-15А для микроэлектрических устройств и аппаратов искусственное сердце . Электрическая мощ-

Рис. Х.39. Схематическое изображение термогенератора Ripple :

/ - лампа-вспышка; 2 - преобразователь тока; 3 - теплоизоляция; * -биологическая защита; 5 - изотопное топлийЬ; 6 - термоэлемент [50].

ность 1 мВт, напряжение 4,5 В, масса 0,453 кг, диаметр прибора 6,35 См, высота 12,7 см, срок службы 4-5 лет, изотопное топливо плутоний-238 [63].

4. Подводные генераторы

Эти генераторы предназначены для питания различных установок на больших глубинах.

Выбор изотопа для них обусловлен возможностью использовать морскую воду для биологической защиты. Невысокие удельные тепловыделения компенсируются конструкцией, в которой использован тепловой концентратор.

Фирма Martin для этих целей разработала генератор СНАП-7Е, аначогичный СНАП-7А. Он отличается уменьшенной загрузкой топливом (32 ООО Ки Sr) и пониженной электрической

мощностью (6,5 Вт). Кроме того, в биологической защите использовано литое железо. Генератор помещен в толстостенную оболочку (рис. Х.40). Прн первых испытаниях возникла течь на глубине 3820 м. Совершенствование конструкции подводных генераторов проводилось по программам СНАП-21 и СНАП-23. Изготовлена серия генераторов мощностью 10; 20 и 60 Вт. Источник тепла - четыре топ-,

ливные ампулы со стронцием-90. Генераторы типа СНАП-21 предназначены для использования на глубинах до 7000 м. Срок службы 5 лет [42, 50, 631.

Изучен и рассмотрен ряд проектов для подводных гейераторов. В частности, для удешевления топлива предложено использовать смеси продуктов деления, не требующие дорогостоящей очистки. Применение изотопов с низкой удельной мощностью приводит к увеличению топливных камер, поэтому целесообразно отделить их от термобатареи, а перенос тепла осуществить циркулирующей жидкостью.

Фирма Roya) research* провела этапы разработки генератора с топливом цезий-137 электрической мощностью 5 Вт. Генератор предназначен для работы на глубине 7000 м.

Рис. Х.40. Схема подводного акустического маяка с генератором СНАП-7Е:

/ - защита (обедненный уран); 2 - преобразователь постоянного тока; 3 - электрический вывод; 4 - корпус; 5 - оборудование; 6 - батарея конденсаторов; 7 - окно для проверки; 8 - термоэлектрический генератор; 9 - топливный блок; 10 - биологическая защита [42].

Разрабатываются генераторы повышенной мйщности (до 100 кВт) на кобальте-60, стронции-90 и церии-144 для военных целей, для питания антарктических станций и подводных установок.

5. Генераторы для космоса

Изотопные генераторы по надежности, массе и стоимости приемлемы для питания космических аппаратов; в ряде случаев при длительной работе на поверхности планет или в тени, для питания радио-, зондов и других удаленных от Солнца космических объектов имеют преимущества перед фотоэлектрическими и другими источниками электрической энергии.

В СССР разработаны варианты генераторов с изотопным источником тепла полоний-210 [32]. Тепловой блок изготовлен в виде плоского параллелепипеда размерами 60 X 60 X 13 мм из нержавеющей стали (рис. Х.41). Радиоактивное вещество помещено в никелевую ампулу и две оболочки из нержавеющей стали. При загрузке материала активностью 7700 Ки тепловая мощность в начале работы составляла около 300 Вт. Термоэлементы изготовлены из сплава Се-Si, средняя термоэлектрическая добротность которых

Рис. Х.41. Изотопный генератор с ?Ро:

/ - токовый контакт; 2 - тепловой блок; 3 - термоэлемент; 4 - струбцина для поджима термоэлементов к тепловому блоку; 5 - корпус-излучатель [50].

В интервале 300-800° С Z=4X 10-*К-*.Термобатарея смонтирована в две секции по 16 термоэлементов. Длина термоэлемента 20 мм, поперечное сечение 8 мм. Коммутация произведена молибденовыми пластинами, приваренными к никелевой фольге толщиной 0,02 мм. Горячие спаи термобатареи по двум большим плоскостям охватывают тепловой блок. Термоэлементы прижимаются тарельчатыми стальными пружинами, которые надеты на болты, стягивающие две половины корпуса. Температура горячих спаев 820- 860° С, холодных 240-250° С Развиваемая в этих условиях батареей ЭДС составляет 3,6-3,9 В. В табл. Х.15 приведены основные параметры для генераторов № 5, 6 и 7. Корпус генератора изготовлен из дюралюминия. Две половины корпуса уплотнены термостойкой резиной, нижняя часть имеет ребра жесткости, верхняя допускает прогиб 2 мм, который используется для прижима термобатарей.

Изотопные термоэлектрические генераторы для космоса