रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर: Difference between revisions
From Vigyanwiki
No edit summary |
No edit summary |
||
| (7 intermediate revisions by 3 users not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
{{Short description|Type of electric generator}} | {{Short description|Type of electric generator}} | ||
[[File:Cutdrawing of an GPHS-RTG.png|thumb|कैसिनी जांच में प्रयुक्त आरटीजी का आरेख]] | [[File:Cutdrawing of an GPHS-RTG.png|thumb|कैसिनी जांच में प्रयुक्त आरटीजी का आरेख]][[Radioisotopes|रेडियो आइसोटोप]] थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (आरटीजी, आरआईटीईजी), जिसे कभी-कभी रेडियोआइसोटोप पावर सिस्टम (आरपीएस) के रूप में संदर्भित किया जाता है, यह एक प्रकार की [[परमाणु बैटरी]] है, जो उपयुक्त [[रेडियोधर्मिता]] सामग्री की क्षय गर्मी को सीबेक प्रभाव द्वारा [[बिजली]] में परिवर्तित करने के लिए थर्मोक्यूल्स की सरणी का उपयोग करती है। इस प्रकार के बिजली उत्पादन में कोई हिलता हुआ भाग नहीं होता है। | ||
आरटीजी का उपयोग उपग्रहों, अंतरिक्ष जांचों और [[आर्कटिक वृत्त]] के अंदर सोवियत संघ द्वारा निर्मित प्रकाशस्तंभों की | आरटीजी का उपयोग उपग्रहों, अंतरिक्ष जांचों और [[आर्कटिक वृत्त]] के अंदर सोवियत संघ द्वारा निर्मित प्रकाशस्तंभों की श्रृंखला जैसी दूरस्थ सुविधाओं जैसे उपग्रहों में शक्ति स्रोतों के रूप में किया गया है। आरटीजी सामान्यतः अनियंत्रित स्थितियों के लिए सबसे वांछनीय शक्ति स्रोत होते हैं, जिन्हें आर्थिक रूप से प्रदान करने के लिए ईंधन कोशिकाओं, बैटरी, या जनरेटर के लिए कुछ सौ वाट (या उससे कम) बिजली की आवश्यकता होती है, और उन जगहों पर जहां सौर सेल व्यावहारिक नहीं हैं। आरटीजी के सुरक्षित उपयोग के लिए यूनिट के उत्पादक जीवन के लंबे समय बाद रेडियोआइसोटोप के नियंत्रण की आवश्यकता होती है। आरटीजी का खर्च उनके उपयोग को दुर्लभ या विशेष स्थितियों में आला अनुप्रयोगों तक सीमित करता है। क्योंकि उन्हें सौर ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, आरटीजी दूरस्थ और कठोर वातावरण के लिए विस्तारित अवधि के लिए आदर्श होते हैं, और क्योंकि उनके पास चलने वाले हिस्से नहीं होते हैं, इसलिए पुर्जों के खराब होने या खराब होने का कोई हानि नहीं होता है। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
[[File:Radioisotope thermoelectric generator plutonium pellet.jpg|thumb|300px|प्लूटोनियम -238 की एक गोली|<sup>238</sup>पुओ<sub>2</sub> जैसा कि कैसिनी अंतरिक्ष यान और गैलीलियो अंतरिक्ष यान मिशनों के लिए आरटीजी में उपयोग किया जाता है। [[ग्रेफाइट]] कंबल के नीचे कई मिनट तक गोली को इंसुलेट करने और फिर कंबल को हटाने के बाद यह तस्वीर ली गई थी। गोली [[गरमागरम]] है क्योंकि रेडियोधर्मी क्षय (मुख्य रूप से α) द्वारा उत्पन्न गर्मी। प्रारंभिक उत्पादन 62 वाट है।]] | [[File:Radioisotope thermoelectric generator plutonium pellet.jpg|thumb|300px|प्लूटोनियम -238 की एक गोली|<sup>238</sup>पुओ<sub>2</sub> जैसा कि कैसिनी अंतरिक्ष यान और गैलीलियो अंतरिक्ष यान मिशनों के लिए आरटीजी में उपयोग किया जाता है। [[ग्रेफाइट]] कंबल के नीचे कई मिनट तक गोली को इंसुलेट करने और फिर कंबल को हटाने के बाद यह तस्वीर ली गई थी। गोली [[गरमागरम]] है क्योंकि रेडियोधर्मी क्षय (मुख्य रूप से α) द्वारा उत्पन्न गर्मी। प्रारंभिक उत्पादन 62 वाट है।]]आरटीजी का आविष्कार 1954 में [[माउंड प्रयोगशालाओं]] के वैज्ञानिकों केनेथ (केन्या) सी. जॉर्डन (1921-2008) और जॉन बर्डेन (1918-2011) द्वारा किया गया था।<ref>{{Cite web |url=https://www.invent.org/inductees/kenneth-c-jordan |title=NIHF इंडक्टी केनेथ सी. जॉर्डन|access-date=21 January 2023 }}</ref><ref>{{Cite web |url=https://www.invent.org/inductees/john-birden |title=NIHF इंडक्टी जॉन बर्डेन|access-date=21 January 2023 }}</ref> उन्हें 2013 में [[नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ फ़ेम]] में सम्मलित किया गया था।<ref>{{Cite web |url=http://invent.org/inductee-detail/?IID=479 |title=केन जॉर्डन के लिए नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ फ़ेम प्रविष्टि|access-date=7 August 2016 |archive-date=17 September 2016 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160917020127/http://invent.org/inductee-detail/?IID=479 |url-status=dead }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://invent.org/inductee-detail/?IID=473 |title=जॉन बर्डेन के लिए नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ़ फ़ेम प्रविष्टि|access-date=7 August 2016 |archive-date=17 September 2016 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160917034817/http://invent.org/inductee-detail/?IID=473 |url-status=dead }}</ref> जॉर्डन और बर्डेन ने 1 जनवरी 1957 से प्रारंभ होने वाले आर्मी सिग्नल कॉर्प्स अनुबंध (R-65-8-998 11-SC-03-91) पर काम किया, जो रेडियोधर्मी सामग्री और गर्मी के सीधे विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण के लिए उपयुक्त थर्मोक्यूल्स पर शोध करने के लिए था। ताप स्रोत के रूप में [[ पोलोनियम -210 |पोलोनियम -210]] का उपयोग करना। संयुक्त राज्य परमाणु ऊर्जा आयोग के साथ अनुबंध के अनुसार मियामीसबर्ग, ओहियो में माउंड प्रयोगशालाओं द्वारा 1950 के दशक के अंत में अमेरिका में आरटीजी विकसित किए गए थे। इस परियोजना का नेतृत्व डॉ. बर्ट्रम सी. ब्लैंके ने किया था।<ref name="BlankeEtAl1960">{{cite report |url=http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/4807049-6bvOmJ/4807049.pdf |title=परमाणु बैटरी-थर्मोकूपल प्रकार सारांश रिपोर्ट|publisher=[[United States Atomic Energy Commission]] |date=1 October 1960 |doi=10.2172/4807049 |publication-date=15 January 1962|last1=Blanke |first1=B.C. |last2=Birden |first2=J.H. |last3=Jordan |first3=K.C. |last4=Murphy |first4=E.L. }}</ref> | ||
संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा अंतरिक्ष में लॉन्च किया गया पहला | संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा अंतरिक्ष में लॉन्च किया गया पहला आरटीजी 1961 में नेवी ट्रांजिट (उपग्रह) पर सवार 96 ग्राम [[प्लूटोनियम -238]] धातु द्वारा संचालित परमाणु सहायक शक्ति के लिए सिस्टम था। आरटीजी के पहले स्थलीय उपयोगों में से 1966 में अमेरिकी नौसेना द्वारा अलास्का में निर्जन फेयरवे रॉक रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर में किया गया था। 1995 तक उस साइट पर आरटीजी का उपयोग किया जाता था। | ||
एक सामान्य आरटीजी एप्लिकेशन अंतरिक्ष यान बिजली की आपूर्ति है। न्यूक्लियर ऑक्सिलरी पावर ( | एक सामान्य आरटीजी एप्लिकेशन अंतरिक्ष यान बिजली की आपूर्ति है। न्यूक्लियर ऑक्सिलरी पावर (एसएनऐपी) इकाइयों के लिए सिस्टम का उपयोग उन जांचों के लिए किया गया था जो सूर्य से [[फोटोवोल्टिक मॉड्यूल]] को अव्यावहारिक बनाने के लिए दूर तक जाती थीं। इस प्रकार, [[पायनियर 10]], [[पायनियर 11]], वोयाजर 1, वोयाजर 2, [[गैलीलियो जांच]], यूलिसिस जांच, कैसिनी-ह्यूजेन्स, [[ नए क्षितिज |नए क्षितिज]] , और मंगल विज्ञान प्रयोगशाला पावर स्रोत के साथ उनका उपयोग किया गया था। आरटीजी का उपयोग दो वाइकिंग प्रोग्राम लैंडर्स और [[अपोलो 17]] (एसएनएपी 27) के माध्यम से [[अपोलो 12]] के चालक दल द्वारा चंद्रमा पर छोड़े गए वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए किया गया था। चूंकि अपोलो 13 अंतरिक्ष यान स्थान चंद्रमा लैंडिंग निरस्त कर दिया गया था, इसकी आरटीजी टोंगा ट्रेंच के आसपास [[प्रशांत महासागर]] में स्थित है।<ref>{{cite web | url = http://fti.neep.wisc.edu/neep602/SPRING00/lecture39.pdf | title = सामान्य सुरक्षा संबंधी बातें| format = pdf lecture notes | publisher = Fusion Technology Institute, [[University of Wisconsin–Madison]] | date = Spring 2000 | page = 21 }}</ref> आरटीजी का उपयोग निम्बस कार्यक्रम, ट्रांजिट (उपग्रह) और [[लिंकन प्रायोगिक उपग्रह]] उपग्रहों के लिए भी किया गया था। तुलनात्मक रूप से, पूर्ण विकसित परमाणु रिएक्टरों का उपयोग करके मात्र कुछ ही अंतरिक्ष यान लॉन्च किए गए हैं: सोवियत यूएस-ए श्रृंखला और अमेरिकी एसएनएपी-10ए। | ||
अंतरिक्ष यान के | अंतरिक्ष यान के अतिरिक्त, सोवियत संघ ने 1007 आरटीजी बनाए<ref name=bbc20210105/>1980 के दशक के अंत तक रूस के आर्कटिक तट पर बिना चालक दल के प्रकाशस्तंभों और नेविगेशन बीकन को शक्ति देना।<ref name=bbc20210105/><ref name="Bellona">{{cite web|url=http://bellona.org/news/nuclear-issues/radioactive-waste-and-spent-nuclear-fuel/2005-04-radioisotope-thermoelectric-generators-2|title=रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर|publisher=[[Bellona Foundation|Bellona]]|date=2 April 2005|access-date=2016-06-13}}</ref> सोवियत संघ में विभिन्न प्रकार के उद्देश्यों के लिए कई भिन्न-भिन्न प्रकार के आरटीजी ([[बीटा-एम]] प्रकार सहित) बनाए गए थे। सोवियत संघ के विघटन के बाद कई सालों तक प्रकाशस्तंभों का रखरखाव नहीं किया गया था। इस समय के समय कुछ आरटीजी इकाइयां गायब हो गईं- या तो [[लूटपाट]] या बर्फ/तूफान/समुद्र की प्राकृतिक ताकतों द्वारा।<ref name=bbc20210105/> 1996 में, [[रूस की सरकार]] और अंतर्राष्ट्रीय समर्थकों द्वारा प्रकाशस्तंभों में आरटीजी को बंद करने के लिए परियोजना प्रारंभ की गई थी, और 2021 तक, सभी आरटीजी अब हटा दिए गए हैं।<ref name=bbc20210105>{{cite news |url=https://www.bbc.com/reel/playlist/ultimate-world?vpid=p0931jtm |title=आर्कटिक में सोवियत संघ द्वारा निर्मित परमाणु प्रकाशस्तंभ|last1=Sudunova|first1=Irina |work=BBC Reel |publisher=[[BBC]] |date=5 January 2021 |accessdate=15 March 2021 |language=en }}</ref> | ||
अतीत में, छोटी प्लूटोनियम कोशिकाएं (बहुत छोटी <sup>238</sup> | 1992 तक, संयुक्त राज्य वायु सेना ने दूरस्थ रूप से स्थित आर्कटिक उपकरणों को बिजली देने के लिए आरटीजीs का भी उपयोग किया, और अमेरिकी सरकार ने विश्व स्तर पर दूरस्थ स्टेशनों को बिजली देने के लिए ऐसी सैकड़ों इकाइयों का उपयोग किया है। [[अलास्का]] एयर कमांड लॉन्ग रेंज रडार (एलआरआर) साइट्स के लिए सेंसिंग स्टेशन टॉप-आरओसीसी और एसइइके ईजीएलओओ रडार सिस्टम, जो मुख्य रूप से अलास्का में स्थित हैं, आरटीजीs का उपयोग करते हैं। इकाइयां स्ट्रोंटियम -90 का उपयोग करती हैं, और ऐसी इकाइयों की बड़ी संख्या सार्वजनिक रूप से अंतरिक्ष यान की तुलना में जमीन और [[समुद्र तल]] पर नियत की गई है। विनियामक प्राधिकरण दस्तावेजों से पता चलता है कि अमेरिका ने 1970 और 1980 के दशक के समय कम से कम 100-150 नियत किए थे।<ref name="wido19921016">[http://www.wiseinternational.org/node/701 Alaska fire threatens air force nukes], [[World Information Service on Energy|WISE]], 16 October 1992, accessed 15 March 2021.</ref> | ||
अतीत में, छोटी प्लूटोनियम कोशिकाएं (बहुत छोटी <sup>238</sup>पीयू-संचालित आरटीजी) का उपयोग बहुत लंबी बैटरी लाइफ सुनिश्चित करने के लिए प्रत्यारोपित [[कृत्रिम पेसमेकर]] में किया गया था।<ref name="Ref_f">[http://osrp.lanl.gov/pacemakers.shtml न्यूक्लियर-पावर्ड कार्डिएक पेसमेकर], [[लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी]]</ref> 2004 तक, लगभग नब्बे अभी भी उपयोग में थे। 2007 के अंत तक, यह संख्या घटकर मात्र नौ रह जाने की सूचना मिली थी।<ref>{{cite news|title=Nuclear pacemaker still energized after 34 years|newspaper=Reuters|url=https://uk.reuters.com/article/health-heart-pacemaker-dc/nuclear-pacemaker-still-energized-after-34-years-idUKN1960427320071219|date=19 December 2007|access-date=14 March 2019}}</ref> माउंड लेबोरेटरी कार्डिएक पेसमेकर कार्यक्रम 1 जून 1966 को एनयूएमइसी के संयोजन में प्रारंभ हुआ।<ref>{{cite web |url=https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Heat%20Source%20Datasheets/CARDIAC%20PACEMAKER.pdf |title=हृदय गतिनिर्धारक|website=dl.dropboxusercontent.com |access-date=15 January 2022 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160816084535/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Heat%20Source%20Datasheets/CARDIAC%20PACEMAKER.pdf |archive-date=16 August 2016 |url-status=dead}}</ref> जब यह माना गया कि दाह संस्कार के समय ऊष्मा स्रोत अक्षुण्ण नहीं रहेगा, तो कार्यक्रम को 1972 में रद्द कर दिया गया क्योंकि यह सुनिश्चित करने का कोई विधि ,विधियों नहीं था कि इकाइयों का उनके उपयोगकर्ताओं के शरीर के साथ अंतिम संस्कार नहीं किया जाएगा। | |||
== डिजाइन == | == डिजाइन == | ||
आरटीजी का डिज़ाइन [[परमाणु प्रौद्योगिकी]] के मानकों से सरल है: मुख्य घटक | आरटीजी का डिज़ाइन [[परमाणु प्रौद्योगिकी]] के मानकों से सरल है: मुख्य घटक रेडियोधर्मी सामग्री (ईंधन) का मजबूत कंटेनर है। थर्मोकपल को कंटेनर की दीवारों में रखा जाता है, प्रत्येक थर्मोकपल के बाहरी सिरे को [[ ताप सिंक |ताप सिंक]] से जोड़ा जाता है। ईंधन के रेडियोधर्मी क्षय से ऊष्मा उत्पन्न होती है। यह ईंधन और हीट सिंक के बीच तापमान का अंतर है जो थर्मोक्यूल्स को बिजली उत्पन्न करने की अनुमति देता है। | ||
एक थर्मोकपल | एक थर्मोकपल थर्मोइलेक्ट्रिकिटी डिवाइस है जो [[पेल्टियर-सीबेक प्रभाव]] का उपयोग करके थर्मल ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। यह दो प्रकार की धातु या अर्धचालक सामग्री से बना होता है। यदि वे बंद लूप में दूसरे से जुड़े हुए हैं और दो जंक्शन भिन्न-भिन्न तापमान पर हैं, तो लूप में विद्युत धारा प्रवाहित होगी। उच्च वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए सामान्यतः बड़ी संख्या में थर्मोक्यूल्स श्रृंखला में जुड़े होते हैं। | ||
== ईंधन == | == ईंधन == | ||
<गैलरी मोड = पैक्ड हाइट्स = 180 पीएक्स स्टाइल = टेक्स्ट-एलाइन: लेफ्ट> | <गैलरी मोड = पैक्ड हाइट्स = 180 पीएक्स स्टाइल = टेक्स्ट-एलाइन: लेफ्ट> | ||
File: | File:आरटीजी radiation measurement.jpg|लॉन्च से पहले कैसिनी-ह्यूजेंस आरटीजी का निरीक्षण | ||
File:New Horizons 1.jpg|असेंबली हॉल में नए क्षितिज | File:New Horizons 1.jpg|असेंबली हॉल में नए क्षितिज | ||
</गैलरी> | </गैलरी> | ||
| Line 33: | Line 34: | ||
आरटीजी में उपयोग की जाने वाली रेडियोधर्मी सामग्री में कई विशेषताएं होनी चाहिए:<ref name=NPE3/> | आरटीजी में उपयोग की जाने वाली रेडियोधर्मी सामग्री में कई विशेषताएं होनी चाहिए:<ref name=NPE3/> | ||
# इसका आधा जीवन इतना लंबा होना चाहिए कि यह उचित समय के लिए अपेक्षाकृत स्थिर दर पर ऊर्जा जारी करे। दी गई मात्रा के प्रति समय ([[शक्ति (भौतिकी)]]) जारी ऊर्जा की मात्रा अर्ध-जीवन के व्युत्क्रमानुपाती होती है। आधे जीवन के साथ | # इसका आधा जीवन इतना लंबा होना चाहिए कि यह उचित समय के लिए अपेक्षाकृत स्थिर दर पर ऊर्जा जारी करे। दी गई मात्रा के प्रति समय ([[शक्ति (भौतिकी)]]) जारी ऊर्जा की मात्रा अर्ध-जीवन के व्युत्क्रमानुपाती होती है। आधे जीवन के साथ [[आइसोटोप]] और प्रति क्षय समान ऊर्जा प्रति मोल (यूनिट) आधे दर पर शक्ति जारी करेगी। आरटीजी में उपयोग किए जाने वाले रेडियो आइसोटोप के लिए विशिष्ट आधा जीवन इसलिए कई दशक हैं, चूंकि विशेष अनुप्रयोगों के लिए छोटे आधे जीवन वाले आइसोटोप का उपयोग किया जा सकता है। | ||
# स्पेसफ्लाइट उपयोग के लिए, ईंधन को प्रति [[द्रव्यमान]] और आयतन ([[घनत्व]]) में बड़ी मात्रा में बिजली का उत्पादन करना चाहिए। स्थलीय उपयोग के लिए घनत्व और वजन उतना महत्वपूर्ण नहीं है, जब तक कि | # स्पेसफ्लाइट उपयोग के लिए, ईंधन को प्रति [[द्रव्यमान]] और आयतन ([[घनत्व]]) में बड़ी मात्रा में बिजली का उत्पादन करना चाहिए। स्थलीय उपयोग के लिए घनत्व और वजन उतना महत्वपूर्ण नहीं है, जब तक कि बनावट प्रतिबंध न हों। [[क्षय ऊर्जा]] की गणना की जा सकती है यदि रेडियोधर्मी विकिरण की ऊर्जा या रेडियोधर्मी क्षय से पहले और पश्चात द्रव्यमान हानि ज्ञात हो। प्रति क्षय ऊर्जा रिलीज प्रति मोल (यूनिट) बिजली उत्पादन के समानुपाती होती है। [[अल्फा क्षय]] सामान्य रूप से स्ट्रोंटियम -90 या सीज़ियम -137 के [[बीटा क्षय]] के रूप में लगभग दस गुना अधिक ऊर्जा जारी करता है। | ||
# विकिरण | # विकिरण प्रकार का होना चाहिए जो आसानी से अवशोषित हो जाए और थर्मल विकिरण में परिवर्तित हो जाए, अधिमानतः [[अल्फा कण]]। [[बीटा कण]] अधिक [[गामा विकिरण]]/एक्स-रे | एक्स-रे विकिरण का उत्सर्जन [[ब्रेकिंग विकिरण]] माध्यमिक विकिरण उत्पादन के माध्यम से कर सकते हैं और इसलिए भारी परिरक्षण की आवश्यकता होती है। आइसोटोप को अन्य [[क्षय मोड]] या [[क्षय श्रृंखला]] उत्पादों के माध्यम से महत्वपूर्ण मात्रा में गामा, [[न्यूट्रॉन विकिरण]] या मर्मज्ञ विकिरण का उत्पादन नहीं करना चाहिए।<ref name="BlankeEtAl1960"/> | ||
पहले दो मापदंड संभावित ईंधन की संख्या को तीस से कम परमाणु समस्थानिकों तक सीमित करते हैं<ref name=NPE3>[https://netfiles.uiuc.edu/mragheb/www/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Radioisotopes%20Power%20Production.pdf NPE chapter 3 Radioisotope Power Generation] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121218194925/https://netfiles.uiuc.edu/mragheb/www/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Radioisotopes%20Power%20Production.pdf |date=18 December 2012 }}</ref> न्यूक्लाइड्स की पूरी तालिका के भीतर। | पहले दो मापदंड संभावित ईंधन की संख्या को तीस से कम परमाणु समस्थानिकों तक सीमित करते हैं<ref name=NPE3>[https://netfiles.uiuc.edu/mragheb/www/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Radioisotopes%20Power%20Production.pdf NPE chapter 3 Radioisotope Power Generation] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20121218194925/https://netfiles.uiuc.edu/mragheb/www/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Radioisotopes%20Power%20Production.pdf |date=18 December 2012 }}</ref> न्यूक्लाइड्स की पूरी तालिका के भीतर। | ||
प्लूटोनियम -238, [[ अदालत ]] | क्यूरियम -244, स्ट्रोंटियम -90, और आजकल [[अमेरिकियम-241]] -241 सबसे अधिक उद्धृत | प्लूटोनियम -238, [[ अदालत |अदालत]] | क्यूरियम -244, स्ट्रोंटियम -90, और आजकल [[अमेरिकियम-241]] -241 सबसे अधिक उद्धृत अपेक्षावार समस्थानिक हैं, लेकिन 1950 के दशक की शुरुआत में लगभग 1300 में से 43 और समस्थानिकों पर विचार किया गया था।<ref name="BlankeEtAl1960"/> | ||
नीचे दी गई तालिका आवश्यक रूप से शुद्ध सामग्री के लिए नहीं | नीचे दी गई तालिका आवश्यक रूप से शुद्ध सामग्री के लिए नहीं अपितु [[रासायनिक रूप से निष्क्रिय]] रूप के लिए शक्ति घनत्व देती है। [[एक्टिनाइड]]्स के लिए यह थोड़ी चिंता का विषय है क्योंकि उनके ऑक्साइड सामान्यतः पर्याप्त रूप से निष्क्रिय होते हैं (और उनकी स्थिरता को और बढ़ाते हुए सिरेमिक में परिवर्तित हो सकते हैं), लेकिन क्रमशः क्षार धातुओं और क्षारीय पृथ्वी धातुओं जैसे सीज़ियम या स्ट्रोंटियम के लिए अपेक्षाकृत जटिल (और भारी) रासायनिक यौगिक होते हैं। उपयोग किया जाएगा। उदाहरण के लिए, स्ट्रोंटियम का सामान्यतः आरटीजी में स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के रूप में उपयोग किया जाता है, जो दाढ़ द्रव्यमान को लगभग 2 के कारक से बढ़ाता है। इसके अतिरिक्त, स्रोत के आधार पर, समस्थानिक शुद्धता प्राप्त करने योग्य नहीं हो सकती है। खर्च किए गए परमाणु ईंधन से निकाले गए प्लूटोनियम में पीयू -238 का कम भाग होता है, इसलिए आरटीजी में उपयोग के लिए प्लूटोनियम -238 सामान्यतः नेप्टुनियम -237 के [[न्यूट्रॉन विकिरण]] द्वारा उद्देश्य से बनाया जाता है, जिससे लागत बढ़ जाती है। [[विखंडन उत्पाद|विखंडन]] [[उत्पादों]] में सीज़ियम लगभग समान भाग Cs-135 और Cs-137 है, साथ ही महत्वपूर्ण मात्रा में स्थिर Cs-133 और - युवा खर्च किए गए ईंधन में - अल्पकालिक Cs-134 यदि आइसोटोप पृथक्करण, महंगी और समय लेने वाली प्रक्रिया से बचना है, तो इसे भी ध्यान में रखना होगा। जबकि ऐतिहासिक रूप से आरटीजी अपेक्षाकृत छोटे रहे हैं, सैद्धांतिक रूप से आरटीजी को मेगावाट तक पहुंचने से रोकने के लिए कुछ भी नहीं है<sub>thermal</sub> शक्ति की सीमा। चूंकि, ऐसे अनुप्रयोगों के लिए एक्टिनाइड्स लाइटर रेडियोआइसोटोप की तुलना में कम उपयुक्त होते हैं क्योंकि [[महत्वपूर्ण द्रव्यमान (परमाणु भौतिकी)]] इतनी मात्रा में बिजली का उत्पादन करने के लिए आवश्यक द्रव्यमान के नीचे परिमाण का आदेश है। एसआर-90, Cs-137 और अन्य लाइटर रेडियोन्यूक्लाइड्स किसी भी परिस्थिति में [[परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया]] को बनाए नहीं रख सकते हैं, यदि पर्याप्त सामग्री का उत्पादन किया जा सकता है तो मनमाना बनावट और शक्ति के आरटीजी को उनसे इकट्ठा किया जा सकता है। सामान्यतः, चूंकि, ऐसे बड़े पैमाने के आरटीजी के लिए संभावित अनुप्रयोग छोटे मॉड्यूलर रिएक्टर, माइक्रोरिएक्टर या गैर-परमाणु ऊर्जा स्रोतों के डोमेन हैं। | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" | ||
! Material !! Shielding requirement !! colspan="2"| | ! Material !! Shielding requirement !! colspan="2"| पीओwer density (W/g) !! colspan="2" | Half-life (years) | ||
|- | |- | ||
| <sup>238</sup>Pu || Low || {{bartable|0.54||2}} || {{bartable|87.7||0.5}} | | <sup>238</sup>Pu || Low || {{bartable|0.54||2}} || {{bartable|87.7||0.5}} | ||
|- | |- | ||
| <sup>90</sup> | | <sup>90</sup>एसआर || High || {{bartable|0.46||2}} | ||
| align="left" |<span style="display:none;">28.8</span><div style="width:14.4px;height:2ex;background:#aaa;"></div> | |||
|- | |- | ||
| <sup>210</sup> | | <sup>210</sup>पीओ || Low || {{bartable|140||2}} || {{bartable|0.378||0.5}} | ||
|- | |- | ||
| <sup>241</sup> | | <sup>241</sup>ऐएम || Medium || {{bartable|0.114||2}} || {{bartable|432||0.5}} | ||
|} | |} | ||
==== <sup>238</sup> | ==== <sup>238</sup>पीयू ==== | ||
प्लूटोनियम -238 का आधा जीवन 87.7 वर्ष है, उचित [[शक्ति घनत्व]] 0.57 वाट प्रति ग्राम है,<ref>{{cite web | url = http://energy.gov/sites/prod/files/NEGTN0NEAC_PU-238_042108.pdf | title = Assessment of Plutonium-238 Production Alternatives: Briefing for Nuclear Energy Advisory Committee | date = 21 April 2008 | first = Dennis |last=Miotla }} | प्लूटोनियम -238 का आधा जीवन 87.7 वर्ष है, उचित [[शक्ति घनत्व]] 0.57 वाट प्रति ग्राम है,<ref>{{cite web | url = http://energy.gov/sites/prod/files/NEGTN0NEAC_PU-238_042108.pdf | title = Assessment of Plutonium-238 Production Alternatives: Briefing for Nuclear Energy Advisory Committee | date = 21 April 2008 | first = Dennis |last=Miotla }} | ||
</ref> | </ref> | ||
और असाधारण रूप से निम्न गामा और न्यूट्रॉन विकिरण स्तर। <sup>238</sup> | और असाधारण रूप से निम्न गामा और न्यूट्रॉन विकिरण स्तर। <sup>238</sup>पीयू [[सीसा परिरक्षण]] आवश्यकताएं सबसे कम हैं। मात्र तीन अपेक्षावार समस्थानिक अंतिम मानदंड को पूरा करते हैं (सभी ऊपर सूचीबद्ध नहीं हैं) और विकिरण को अवरुद्ध करने के लिए 25 मिमी से कम सीसे के परिरक्षण की आवश्यकता होती है। <sup>238</sup>पीयू (इन तीनों में से सर्वश्रेष्ठ) को 2.5 मिमी से कम की आवश्यकता होती है, और कई स्थितियों में, किसी परिरक्षण की आवश्यकता नहीं होती है <sup>238</sup>पीयू आरटीजी, क्योंकि केसिंग ही पर्याप्त है। | ||
<sup>238</sup> | <sup>238</sup>पीयू प्लूटोनियम (IV) ऑक्साइड (PuO) के रूप में आरटीजी के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला ईंधन बन गया है।<sub>2</sub>). | ||
चूंकि, प्लूटोनियम (चतुर्थ) ऑक्साइड ऑक्सीजन की प्राकृतिक बहुतायत युक्त ~2.3x10 की दर से न्यूट्रॉन का उत्सर्जन करता है<sup>3</sup> n/sec/g प्लूटोनियम-238 का। प्लूटोनियम-238 धातु के न्यूट्रॉन उत्सर्जन दर की तुलना में यह उत्सर्जन दर अपेक्षाकृत अधिक है। बिना किसी प्रकाश तत्व की अशुद्धियों वाली धातु ~2.8x10<sup>3</sup> n/sec/g प्लूटोनियम-238 का। ये न्यूट्रॉन प्लूटोनियम-238 के स्वतःस्फूर्त विखंडन से उत्पन्न होते हैं। | |||
धातु और ऑक्साइड की उत्सर्जन दरों में अंतर मुख्य रूप से ऑक्साइड में | धातु और ऑक्साइड की उत्सर्जन दरों में अंतर मुख्य रूप से ऑक्साइड में उपलब्ध ऑक्सीजन-18 और ऑक्सीजन-17 के साथ अल्फा, न्यूट्रॉन प्रतिक्रिया के कारण होता है। प्राकृतिक रूप में उपस्थित ऑक्सीजन-18 की सामान्य मात्रा 0.204% होती है जबकि ऑक्सीजन-17 की सामान्य मात्रा 0.037% होती है। प्लूटोनियम डाइऑक्साइड में उपलब्ध ऑक्सीजन-17 और ऑक्सीजन-18 की कमी से ऑक्साइड के लिए बहुत कम न्यूट्रॉन उत्सर्जन दर होगी; यह गैस चरण द्वारा पूरा किया जा सकता है <sup>16</sup>ओ<sub>2</sub> विनिमय विधि। के नियमित उत्पादन बैच <sup>238</sup>पीयूओ<sub>2</sub> हाइड्रॉक्साइड के रूप में अवक्षेपित कणों का उपयोग यह दिखाने के लिए किया गया था कि बड़े उत्पादन बैच प्रभावी ढंग से हो सकते हैं <sup>16</sup>ओ<sub>2</sub>-नियमित रूप से आदान-प्रदान किया जाता है। उच्च निकाल दिया <sup>238</sup>पीयूओ<sub>2</sub> माइक्रोस्फीयर सफल रहे <sup>16</sup>ओ<sub>2</sub>-exchanged दिखा रहा है कि एक्सचेंज के पिछले ताप उपचार इतिहास की परवाह किए बिना एक्सचेंज होगा <sup>238</sup>पीयूओ<sub>2</sub>.<ref name = "Chadwell-Mound-1971-09-24" > | ||
{{cite journal | title = Neutron Emission Rate Reduction in PuO<sub>2</sub> by Oxygen Exchange | first1=C. B. |last1=Chadwell|first2=T. C. |last2=Elswick | journal = Mound Laboratory Document MLM-1844 | date = 24 September 1971 | doi = 10.2172/4747800 | osti = 4747800 | url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1034174/ }} | {{cite journal | title = Neutron Emission Rate Reduction in PuO<sub>2</sub> by Oxygen Exchange | first1=C. B. |last1=Chadwell|first2=T. C. |last2=Elswick | journal = Mound Laboratory Document MLM-1844 | date = 24 September 1971 | doi = 10.2172/4747800 | osti = 4747800 | url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1034174/ }} | ||
</ref> यह | </ref> यह पीयूओ के न्यूट्रॉन उत्सर्जन दर को कम करता है<sub>2</sub> 1966 में माउंड प्रयोगशाला में कार्डियक पेसमेकर अनुसंधान के समय पांच के कारक द्वारा सामान्य ऑक्सीजन की खोज की गई थी, जो कि 1960 में प्रारंभ होने वाले स्थिर समस्थानिकों के उत्पादन के साथ माउंड प्रयोगशाला के अनुभव के कारण था। बड़े ताप स्रोतों के उत्पादन के लिए आवश्यक परिरक्षण होगा इस प्रक्रिया के बिना निषेधात्मक रहा है।<ref name="Craig-Mound-nodate"> | ||
See the Pu-238 heat sources fabricated at Mound, revised table: {{cite web | title = RTG: A Source of Power; A History of the Radioisotopic Thermoelectric Generators Fueled at Mound | author = Carol Craig | work = Mound Laboratory Document MLM-MU-82-72-0006 | url = https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Mound%20Heat%20Sources.pdf | url-status = dead | archive-url = https://web.archive.org/web/20160816092738/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Mound%20Heat%20Sources.pdf | archive-date = 16 August 2016 | df = dmy-all }} | See the Pu-238 heat sources fabricated at Mound, revised table: {{cite web | title = RTG: A Source of Power; A History of the Radioisotopic Thermoelectric Generators Fueled at Mound | author = Carol Craig | work = Mound Laboratory Document MLM-MU-82-72-0006 | url = https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Mound%20Heat%20Sources.pdf | url-status = dead | archive-url = https://web.archive.org/web/20160816092738/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Mound%20Heat%20Sources.pdf | archive-date = 16 August 2016 | df = dmy-all }} | ||
</ref> | </ref> | ||
स्ट्रोंटियम-90 का उपयोग सोवियत संघ द्वारा स्थलीय आरटीजी में किया गया है। <sup>90</sup> | इस खंड में चर्चा किए गए अन्य तीन समस्थानिकों के विपरीत, <sup>238</sup>पीयू विशेष रूप से संश्लेषित होना चाहिए और परमाणु अपशिष्ट उत्पाद के रूप में प्रचुर मात्रा में नहीं है। वर्तमान में मात्र रूस ने उच्च मात्रा में उत्पादन बनाए रखा है, जबकि अमेरिका में इससे अधिक नहीं है {{cvt|50|g|abbr=on}} का कुल उत्पादन 2013 और 2018 के बीच हुआ था।<ref name="Forbes Dec 2018">[https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/12/13/nasa-doesnt-have-enough-nuclear-fuel-for-its-deep-space-missions/#47a2787d1c18 NASA Doesn't Have Enough Nuclear Fuel For Its Deep Space Missions]. Ethan Siegel, ''Forbes''. 13 December 2018.</ref> अमेरिकी एजेंसियों की दर से सामग्री का उत्पादन प्रारंभ करने की इच्छा सम्मलित है {{convert|300|to|400|g}} प्रति वर्ष। यदि इस योजना को वित्त पोषित किया जाता है, तो औसत उत्पादन करने के लिए स्वचालन और स्केल-अप प्रक्रियाओं को स्थापित करने का लक्ष्य होगा {{convert|1.5|kg|abbr=on}} प्रति वर्ष 2025 तक।<ref>[http://spacenews.com/plutonium-supply-for-nasa-missions-faces-long-term-challenges/ Plutonium supply for NASA missions faces long-term challenges]. Jeff Foust. ''Space News'', 10 October 2017.</ref><ref name="Forbes Dec 2018" /> | ||
जैसा {{chem|90|Sr}} | ==== <sup>90</sup>एसआर ==== | ||
स्ट्रोंटियम-90 का उपयोग सोवियत संघ द्वारा स्थलीय आरटीजी में किया गया है। <sup>90</sup>एसआर का क्षय β उत्सर्जन से होता है, साधारण γ उत्सर्जन के साथ जबकि 28.8 साल की इसकी हाफ लाइफ इससे अधिक कम है <sup>238</sup>पीयू, इसमें 0.46 वाट प्रति ग्राम के शक्ति घनत्व के साथ कम क्षय ऊर्जा भी होती है।<ref name="Adams" /> क्योंकि ऊर्जा उत्पादन कम होता है, यह तुलना में कम तापमान तक पहुँचता है <sup>238</sup>पीयू, जिसके परिणामस्वरूप आरटीजी दक्षता कम होती है। <sup>90</sup>एसआर में दोनों के विखंडन में उच्च [[विखंडन उत्पाद उपज]] है {{chem|235|यू}} और {{chem|239|पीयू}} और इस प्रकार खर्च किए गए परमाणु ईंधन से निकाले जाने पर अपेक्षाकृत कम कीमत पर बड़ी मात्रा में उपलब्ध है।<ref name="Adams">Rod Adams, [http://atomicinsights.com/1996/09/rtg-heat-sources-two-proven-materials.html RTG Heat Sources: Two Proven Materials] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120207133936/http://atomicinsights.com/1996/09/rtg-heat-sources-two-proven-materials.html |date=7 February 2012 }}, 1 September 1996, Retrieved 20 January 2012.</ref> | |||
जैसा {{chem|90|Sr}} बहुत ही प्रतिक्रियाशील क्षारीय पृथ्वी धातु है और तथाकथित हड्डी साधक है जो [[कैल्शियम]] की रासायनिक समानता के कारण हड्डी-ऊतकों में जमा होता है (हड्डियों में बार यह [[अस्थि मज्जा]] को अधिक हानि पहुंचा सकता है, तेजी से विभाजित ऊतक), यह सामान्यतः होता है आरटीजी में शुद्ध रूप में कार्यरत नहीं हैं। सबसे आम रूप [[पेरोसाइट (संरचना)]] स्ट्रोंटियम टाइटेनेट (एसआरटीआईओ<sub>3</sub>) जो रासायनिक रूप से निकट-अक्रिय है और इसका उच्च गलनांक है। जबकि 5.5 की इसकी मोह कठोरता ने इसे हीरे के अनुकरण के रूप में अनुपयुक्त बना दिया है, यह धूल के बहुत अच्छे विस्तार के बिना इसके परिरक्षण से आकस्मिक रिलीज के कुछ रूपों का सामना करने के लिए पर्याप्त कठोरता है। एसआरटीआईओ का उपयोग करने का नकारात्मक पक्ष<sub>3</sub> देशी धातु के अतिरिक्त यह है कि इसके उत्पादन के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह टीआईओ के रूप में बिजली घनत्व को भी कम करता है<sub>3</sub> सामग्री का भाग किसी भी क्षय गर्मी का उत्पादन नहीं करता है। ऑक्साइड या देशी धातु से प्रारंभ होकर, एसआरटीआईओ प्राप्त करने का मार्ग<sub>3</sub> इसे जलीय घोल में स्ट्रोंटियम हाइड्रॉक्साइड में बदलने देना है, जो कम घुलनशील स्ट्रोंटियम कार्बोनेट बनने के लिए हवा से [[कार्बन डाईऑक्साइड]] को अवशोषित करता है। उच्च तापमान पर टाइटेनियम डाइऑक्साइड के साथ स्ट्रोंटियम कार्बोनेट की प्रतिक्रिया वांछित स्ट्रोंटियम टाइटेनेट प्लस कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करती है। यदि वांछित है, तो स्ट्रोंटियम टाइटेनेट उत्पाद को सिंटरिंग के माध्यम से सिरेमिक-जैसे समुच्चय में बनाया जा सकता है। | |||
==<sup>210</sup> | ==<sup>210</sup>पीओ == | ||
कुछ प्रोटोटाइप आरटीजी, जिन्हें पहली बार 1958 में अमेरिकी परमाणु ऊर्जा आयोग द्वारा बनाया गया था, ने पोलोनियम-210 का उपयोग किया है। यह आइसोटोप असाधारण शक्ति घनत्व प्रदान करता है (शुद्ध <sup>210</sup> | कुछ प्रोटोटाइप आरटीजी, जिन्हें पहली बार 1958 में अमेरिकी परमाणु ऊर्जा आयोग द्वारा बनाया गया था, ने पोलोनियम-210 का उपयोग किया है। यह आइसोटोप असाधारण शक्ति घनत्व प्रदान करता है (शुद्ध <sup>210</sup>पीओ क्षय ऊर्जा उत्सर्जित करता है|140W/g) इसकी उच्च रेडियोधर्मी क्षय#रेडियोधर्मी क्षय दर के कारण, लेकिन 138 दिनों के बहुत कम अर्ध-जीवन के कारण इसका सीमित उपयोग होता है। आधा ग्राम का नमूना <sup>210</sup>पीओ का तापमान अधिक हो जाता है {{convert|500|C|F|sigfig=1}}.<ref>{{cite web|title=एक विशेष तत्त्व जिस का प्रभाव रेडियो पर पड़ता है|url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/polonium.pdf|publisher=Argonne National Laboratory|archive-url=https://web.archive.org/web/20120310145431/http://www.ead.anl.gov/pub/doc/polonium.pdf|archive-date=2012-03-10}}</ref> चूंकि पीओ-210 शुद्ध अल्फा-उत्सर्जक है और महत्वपूर्ण गामा या एक्स-रे विकिरण का उत्सर्जन नहीं करता है, पु-238 के लिए परिरक्षण आवश्यकताएं भी कम हैं। जबकि छोटा आधा जीवन उस समय को भी कम कर देता है जिसके समय पर्यावरण के लिए आकस्मिक रिलीज चिंता का विषय है, पोलोनियम-210 बेहद रेडियोटॉक्सिक है यदि इसे लिया जाता है और रासायनिक रूप से निष्क्रिय रूपों में भी महत्वपूर्ण हानि पहुंचा सकता है, जो विदेशी वस्तु के रूप में पाचन तंत्र से गुजरते हैं। . उत्पादन का सामान्य मार्ग (चाहे आकस्मिक या जानबूझकर) का न्यूट्रॉन विकिरण है {{chem|209|बीआई}}, [[विस्मुट]] का एकमात्र स्वाभाविक रूप से होने वाला आइसोटोप। यह आकस्मिक उत्पादन है जिसे तरल धातु रिएक्टरों में शीतलक के रूप में [[सीसा-बिस्मथ यूटेक्टिक]] के उपयोग के विरुद्ध तर्क के रूप में उद्धृत किया गया है। चूंकि, यदि पोलोनियम-210 की पर्याप्त मांग उपलब्ध है, तो इसका निष्कर्षण उतना ही सार्थक हो सकता है, जितना कि [[ अफ़ीम |अफ़ीम]] में भारी जल मॉडरेटर से ट्रिटियम को आर्थिक रूप से पीयूनर्प्राप्त किया जाता है। | ||
==== <sup>241</sup>हूँ ==== | ==== <sup>241</sup>हूँ ==== | ||
ऐएमericium-241 की तुलना में बहुत अधिक उपलब्धता वाला अपेक्षावार आइसोटोप है <sup>238</sup>पीयू. यद्यपि <sup>241</sup>ऐम की अर्द्ध-आयु 432 वर्ष है जो कि इससे अधिक है <sup>238</sup>पीयू और काल्पनिक रूप से सदियों तक उपकरण को शक्ति प्रदान कर सकता है, 10 से अधिक वर्षों के मिशन 2019 तक शोध का विषय नहीं हैं।<ref name="AmbrosiEtAl2019">{{Cite journal |title=अंतरिक्ष विज्ञान और अन्वेषण के लिए यूरोपीय रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर (आरटीजी) और रेडियोआइसोटोप हीटर यूनिट (आरएचयू)|journal=Space Science Reviews |last1=Ambrosi |last2=Williams |doi=10.1007/s11214-019-0623-9 |year=2019|volume=215 |issue=8 |page=55 |bibcode=2019SSRv..215...55A |s2cid=213765953 |doi-access=free }}</ref> का शक्ति घनत्व <sup>241</sup> ऐएम मात्र 1/4 है, <sup>238</sup>पीयू, और <sup>241</sup>ऐएम क्षय श्रृंखला उत्पादों की तुलना में अधिक मर्मज्ञ विकिरण उत्पन्न करता है <sup>238</sup>Pu और अधिक सुरक्षा की आवश्यकता है। आरटीजी में इसकी परिरक्षण आवश्यकताएं तीसरी सबसे कम हैं: मात्र <sup>238</sup>पीयू और <sup>210</sup>पीओ को कम चाहिए। वर्तमान वैश्विक कमी के साथ<ref name="Ref_ff">नेल ग्रीनफ़ील्ड-बॉयस, [https://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=113223613 प्लूटोनियम शॉर्टेज कुड स्टाल स्पेस एक्सप्लोरेशन], [[NPR]], 28 सितंबर 2009, 2 नवंबर 2010 को पुनः प्राप्त किया गया</ref> <sup>238</sup>पीयू, <sup>241</sup>ऐएम का [[ESA|ईएसए]] द्वारा आरटीजी ईंधन के रूप में अध्ययन किया जा रहा है<ref name="AmbrosiEtAl2019"/><ref name="ESAPP">Dr Major S. Chahal, [http://www.oosa.unvienna.org/pdf/pres/stsc2012/tech-18E.pdf], [[UK Space Agency]], 9 February 2012, retrieved 13 November 2014.</ref> और 2019 में, यूके की [[राष्ट्रीय परमाणु प्रयोगशाला]] ने प्रयोग करने योग्य बिजली के उत्पादन की घोषणा की।<ref>{{cite web |title=ब्रिटेन के वैज्ञानिक भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों को शक्ति प्रदान करने के लिए दुर्लभ तत्व से बिजली उत्पन्न करते हैं|url=https://www.nnl.co.uk/2019/05/uk-scientists-generate-electricity-from-rare-element-to-power-future-space-missions/ |website=[[National Nuclear Laboratory]] |access-date=6 May 2019}}</ref> फायदा खत्म <sup>238</sup>पीयू यह है कि यह परमाणु कचरे के रूप में उत्पन्न होता है और लगभग समस्थानिक रूप से शुद्ध होता है। के प्रोटोटाइप डिजाइन <sup>241</sup>एम आरटीजी 2-2.2 वाट की अपेक्षा करते हैं<sub>e</sub>/ किग्रा 5–50 वाट के लिए<sub>e</sub> आरटीजीs डिजाइन लेकिन व्यावहारिक परीक्षण से पता चलता है कि मात्र 1.3-1.9 W<sub>e</sub> प्राप्त किया जा सकता है।<ref name="AmbrosiEtAl2019"/>ऐएमericium-241 वर्तमान में घरेलू स्मोक डिटेक्टरों में कम मात्रा में उपयोग किया जाता है और इस प्रकार इसकी हैंडलिंग और गुण मिसाल हैं। चूंकि, यह एक्टिनाइड्स के बीच नेप्टुनियम -237 को सबसे अधिक रासायनिक रूप से मोबाइल बनाता है। | |||
====<sup>250</sup>से.मी.= | ====<sup>250</sup>से.मी.= | ||
[[ कोर्ट -250 ]] सबसे छोटा ट्रांसयूरानिक आइसोटोप है जो मुख्य रूप से सहज विखंडन द्वारा क्षय होता है, | [[ कोर्ट -250 | कोर्ट -250]] सबसे छोटा ट्रांसयूरानिक आइसोटोप है जो मुख्य रूप से सहज विखंडन द्वारा क्षय होता है, ऐसी प्रक्रिया जो अल्फा क्षय की तुलना में कई गुना अधिक ऊर्जा जारी करती है। प्लूटोनियम -238 की तुलना में, क्यूरियम -250 लगभग चौथाई शक्ति घनत्व प्रदान करता है, लेकिन 100 गुना आधा जीवन (~87 बनाम ~9000)। चूंकि यह न्यूट्रॉन उत्सर्जक है ([[कैलिफ़ोर्निया -252]] -252 से कमजोर लेकिन पूरी प्रकार से नगण्य नहीं) कुछ अनुप्रयोगों को न्यूट्रॉन विकिरण के विरुद्ध और परिरक्षण की आवश्यकता होती है। लीड के रूप में, जो गामा किरणों और बीटा रे प्रेरित ब्रम्सस्ट्रालुंग के विरुद्ध उत्कृष्ट परिरक्षण सामग्री है, अच्छा न्यूट्रॉन शील्ड नहीं है (अतिरिक्त उनमें से अधिकांश [[न्यूट्रॉन परावर्तक]]), भिन्न परिरक्षण सामग्री को उन अनुप्रयोगों में जोड़ना होगा जहां न्यूट्रॉन चिंता का विषय है। | ||
== जीवन काल == | == जीवन काल == | ||
[[File:Soviet RTG.jpg|thumb| 300px|right|स्ट्रोंटियम-90|<sup>90</sup>जीर्ण-शीर्ण स्थिति में सीनियर-संचालित सोवियत आरटीजी।]]ज्यादातर आरटीजी | [[File:Soviet RTG.jpg|thumb| 300px|right|स्ट्रोंटियम-90|<sup>90</sup>जीर्ण-शीर्ण स्थिति में सीनियर-संचालित सोवियत आरटीजी।]]ज्यादातर आरटीजी उपयोग करते हैं <sup>238</sup>Pu, जो 87.7 वर्षों की अर्द्ध-आयु के साथ क्षय होता है। इस सामग्री का उपयोग करने वाले आरटीजी इसलिए बिजली उत्पादन में 1 - (1/2) के कारक से कम हो जाएंगे<sup>1/87.7</sup>, जो प्रति वर्ष 0.787% है। | ||
एक उदाहरण [[MHW-RTG]] है जिसका उपयोग वायेजर यान द्वारा किया जाता है। उत्पादन के 23 साल बाद वर्ष 2000 में, आरटीजी के अंदर रेडियोधर्मी सामग्री की शक्ति में 16.6% की कमी आई थी, | एक उदाहरण [[MHW-RTG|MHW-आरटीजी]] है जिसका उपयोग वायेजर यान द्वारा किया जाता है। उत्पादन के 23 साल बाद वर्ष 2000 में, आरटीजी के अंदर रेडियोधर्मी सामग्री की शक्ति में 16.6% की कमी आई थी, अर्थात इसके प्रारंभिक उत्पादन का 83.4% प्रदान करना; 470 W की क्षमता से प्रारंभ होकर, इस समयावधि के बाद इसकी क्षमता मात्र 392 W होगी। वायेजर आरटीजीs में बिजली की संबंधित हानि थर्मल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले द्वि-धात्विक थर्मोक्यूल्स के अपमानजनक गुण हैं।; आरटीजी अनुमानित 83.4% के अतिरिक्त अपनी कुल मूल क्षमता के लगभग 67% पर काम कर रहे थे। 2001 की शुरुआत तक, Voyager आरटीजी द्वारा उत्पन्न बिजली Voyager 1 के लिए 315W और Voyager 2 के लिए 319W तक गिर गई थी।<ref>{{cite web|url=http://voyager.jpl.nasa.gov/mission/weekly-reports/index.htm |title=वायेजर मिशन संचालन स्थिति रिपोर्ट|publisher=Voyager.jpl.nasa.gov web|access-date=24 July 2011}}</ref> | ||
=== मल्टी-मिशन रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर === | === मल्टी-मिशन रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर === | ||
नासा ने | नासा ने [[मल्टी-मिशन रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर]] (एमएमआरटीजी) विकसित किया है जिसमें थर्माकोपल्स [[कोबाल्ट]] [[आर्सेनाइड खनिज]] (सीओएएस) स्कटरडाइट से बने होंगे।<sub>3</sub>), जो वर्तमान टेल्यूरियम-आधारित डिज़ाइनों की तुलना में कम तापमान अंतर के साथ कार्य कर सकता है। इसका मतलब यह होगा कि अन्यथा समान आरटीजी मिशन की शुरुआत में 25% अधिक बिजली उत्पन्न करेगा और सत्रह वर्षों के बाद कम से कम 50% अधिक। नासा अगले [[न्यू फ्रंटियर्स प्रोग्राम]] मिशन पर डिजाइन का उपयोग करने की अपेक्षा करता है।<ref>{{cite web | ||
| url =http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6646 | | url =http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6646 | ||
| title =Spacecraft 'Nuclear Batteries' Could Get a Boost from New Materials | | title =Spacecraft 'Nuclear Batteries' Could Get a Boost from New Materials | ||
| Line 107: | Line 110: | ||
=== चोरी === | === चोरी === | ||
आरटीजी में निहित रेडियोधर्मी सामग्री खतरनाक हैं और यहां तक कि दुर्भावनापूर्ण उद्देश्यों के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है। वे | आरटीजी में निहित रेडियोधर्मी सामग्री खतरनाक हैं और यहां तक कि दुर्भावनापूर्ण उद्देश्यों के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है। वे वास्तविक [[परमाणु हथियार]] के लिए कठिनाई से उपयोगी हैं, लेकिन फिर भी डर्टी बम में काम कर सकते हैं # डर्टी बम के लिए सामग्री का निर्माण और प्राप्त करना। सोवियत संघ ने स्ट्रोंटियम-90 (का उपयोग करके आरटीजी द्वारा संचालित कई बिना क्रू वाले लाइटहाउस और नेविगेशन बीकन का निर्माण किया।<sup>90</sup>वरिष्ठ)। वे बहुत विश्वसनीय हैं और शक्ति का स्थिर स्रोत प्रदान करते हैं। अधिकांश के पास कोई सुरक्षा नहीं है, बाड़ या चेतावनी के संकेत भी नहीं हैं, और इनमें से कुछ सुविधाओं के स्थान खराब रिकॉर्ड रखने के कारण अब ज्ञात नहीं हैं। उदाहरण में, चोर द्वारा रेडियोधर्मी डिब्बों को खोल दिया गया था।<ref name="Bellona" />एक अन्य स्थिति में, जॉर्जिया (देश) में तीन लकड़हारे|तसालेंदझिखा क्षेत्र, जॉर्जिया में दो सिरेमिक आरटीजी [[अनाथ स्रोत]] पाए गए जिन्हें उनके परिरक्षण से हटा दिया गया था; दो लकड़हारों को पश्चात उनकी पीठ पर स्रोतों को ले जाने के बाद गंभीर विकिरण जलन के साथ अस्पताल में भर्ती कराया गया। इकाइयों को अंततः पुनर्प्राप्त और भिन्न कर दिया गया।<ref name="Ref_c">{{cite web|title=IAEA बुलेटिन वॉल्यूम 48, नंबर 1 - रिमोट कंट्रोल: डीकमीशनिंग आरटीजी|publisher=Malgorzata K. Sneve|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull48-1/48105994247.pdf|access-date=30 March 2015}</ref> रूस में लगभग 1,000 ऐसे आरटीजी हैं, जिनमें से सभी दस वर्षों के अपने डिज़ाइन किए गए परिचालन जीवन को पार कर चुके हैं। इनमें से अधिकांश आरटीजी संभवतः अब कार्य नहीं करते हैं, और इन्हें नष्ट करने की आवश्यकता हो सकती है। रेडियोधर्मी संदूषण के हानि के अतिरिक्त धातु के शिकारियों द्वारा उनके कुछ धातु आवरणों को छीन लिया गया है।<ref name="Ref_d">{{cite web|title=IAEA सम्मेलन "रेडियोधर्मी स्रोतों की सुरक्षा," वियना, ऑस्ट्रिया में परमाणु ऊर्जा मंत्री अलेक्जेंडर रुम्यंतसेव द्वारा रिपोर्ट। 11 मार्च 2003 (इंटरनेट संग्रह प्रति)| url=http://www.iaea.org/worldatom/Press/Focus/RadSources/statement_rus.pdf| archive-url=https://web.archive.org/web/20030806043406/http://www.iaea.org/worldatom/Press/Focus/RadSources/statement_rus.pdf| archive-date=6 August 2003| access-date=10 October 2009}</ref> रेडियोधर्मी सामग्री को निष्क्रिय रूप में बदलने से विकिरण के खतरे से अनजान लोगों द्वारा चोरी का खतरा कम हो जाता है (जैसे कि परित्यक्त Cs-137 स्रोत में Goiânia दुर्घटना में हुआ जहां सीज़ियम आसानी से पानी में घुलनशील था [[सीज़ियम क्लोराइड]] फॉर्म)। चूंकि, पर्याप्त रूप से रासायनिक रूप से कुशल दुर्भावनापूर्ण अभिनेता निष्क्रिय सामग्री से अस्थिर प्रजातियों को निकाल सकता है और/या निष्क्रिय मैट्रिक्स को ठीक धूल में भौतिक रूप से पीसकर विस्तार के समान प्रभाव को प्राप्त कर सकता है। | ||
=== [[रेडियोधर्मी संदूषण]] === | === [[रेडियोधर्मी संदूषण]] === | ||
आरटीजी रेडियोधर्मी संदूषण का खतरा | आरटीजी रेडियोधर्मी संदूषण का खतरा उत्पन्न करते हैं: यदि ईंधन रखने वाले कंटेनर में रिसाव होता है, तो रेडियोधर्मी सामग्री पर्यावरण को दूषित कर सकती है। | ||
अंतरिक्ष यान के लिए, मुख्य चिंता यह है कि यदि लॉन्च के | अंतरिक्ष यान के लिए, मुख्य चिंता यह है कि यदि लॉन्च के समय या पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष यान के बाद के मार्ग में कोई दुर्घटना होती है, तो हानिकारक सामग्री वातावरण में छोड़ी जा सकती है; इसलिए अंतरिक्ष यान और अन्य जगहों पर उनके उपयोग ने विवाद को आकर्षित किया है।<ref name="Ref_h">[http://www.cnn.com/TECH/space/9908/16/cassini.flyby/ मंगलवार को पृथ्वी द्वारा ज़ूम करने के लिए परमाणु-संचालित नासा शिल्प], CNN समाचार रिपोर्ट, 16 अगस्त 1999</ref><ref name="Top 10 Space Age Radiation Incidents">{{cite web|url= https://listverse.com/2012/01/20/top-10-space-age-radiation-incidents | title= शीर्ष 10 अंतरिक्ष युग विकिरण घटनाएं| work=listverse.com | date= 20 January 2012 | access-date=30 January 2018 }}</ref> | ||
चूंकि, इस घटना को वर्तमान आरटीजी पीपा डिजाइनों के साथ संभावित नहीं माना जाता है। उदाहरण के लिए, 1997 में प्रारंभ की गई कैसिनी-ह्यूजेंस जांच के लिए पर्यावरणीय प्रभाव अध्ययन ने मिशन में विभिन्न चरणों में संदूषण दुर्घटनाओं की संभावना का अनुमान लगाया। प्रक्षेपण के बाद पहले 3.5 मिनट के समय या अधिक तीन आरटीजी (या इसकी 129 [[रेडियोआइसोटोप हीटर इकाई]] से) से रेडियोधर्मी रिलीज होने वाली दुर्घटना की संभावना 1,400 में 1 होने का अनुमान लगाया गया था; कक्षा में चढ़ाई के बाद पश्चात रिलीज़ होने की संभावना 476 में 1 थी; उसके बाद आकस्मिक रिलीज की संभावना तेजी से गिरकर मिलियन में 1 से भी कम हो गई।<ref name="Ref_j">[http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/safety/fseis4.pdf कैसिनी अंतिम पूरक पर्यावरणीय प्रभाव वक्तव्य] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060929000952/http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/safety/fseis4.pdf |date=29 September 2006 }}, अध्याय 4, नासा, सितंबर 1997 ([http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/safety-eis.cfm अन्य अध्यायों और संबंधित दस्तावेजों के लिंक] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060907222902/http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/safety-eis.cfm |date=7 September 2006 }})</ref> यदि कोई दुर्घटना जिसमें संदूषण उत्पन्न करने की क्षमता थी, प्रक्षेपण चरणों के समय हुई (जैसे कि अंतरिक्ष यान कक्षा में पहुंचने में विफल), वास्तव में आरटीजी के कारण संदूषण की संभावना 10 में 1 होने का अनुमान लगाया गया था।<ref name="Ref_k">[http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/safety/fseisd.pdf कैसिनी अंतिम पूरक पर्यावरणीय प्रभाव वक्तव्य] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060929001253/http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/safety/fseisd.pdf |date=29 September 2006 }}, परिशिष्ट D, सुरक्षा विश्लेषण परिणामों की तालिकाओं का सारांश, पृष्ठ D-4 पर तालिका D-1, GPHS-RTG के लिए सशर्त संभाव्यता कॉलम देखें</ref> प्रक्षेपण सफल रहा और कैसिनी-ह्यूजेंस शनि ग्रह पर पहुंच गया। | |||
रेडियोधर्मी सामग्री के जारी होने के | रेडियोधर्मी सामग्री के जारी होने के हानि को कम करने के लिए, ईंधन को भिन्न-भिन्न मॉड्यूलर इकाइयों में अपने स्वयं के ताप परिरक्षण के साथ संग्रहित किया जाता है। वे [[इरिडियम]] धातु की परत से घिरे हुए हैं और उच्च शक्ति वाले ग्रेफाइट ब्लॉकों में घिरे हुए हैं। ये दो सामग्रियां संक्षारण- और गर्मी प्रतिरोधी हैं। ग्रेफाइट ब्लॉकों के चारों ओर एरोशेल है, जिसे पृथ्वी के वायुमंडल में फिर से प्रवेश करने की गर्मी से पूरे विधानसभा को बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्लूटोनियम ईंधन को सिरेमिक रूप में भी संग्रहीत किया जाता है जो गर्मी प्रतिरोधी होता है, वाष्पीकरण और एरोसोलाइजेशन के हानि को कम करता है। सिरेमिक भी अत्यधिक घुलनशीलता है। | ||
इन आरटीजी में | इन आरटीजी में उपयोग किए गए प्लूटोनियम-238 का आधा जीवन 87.74 साल है, जबकि [[परमाणु हथियार]]ों और परमाणु रिएक्टर में उपयोग होने वाले [[ प्लूटोनियम -239 |प्लूटोनियम -239]] का आधा जीवन 24,110 साल का होता है। कम अर्ध-आयु का परिणाम यह है कि प्लूटोनियम-238, प्लूटोनियम-239 (अर्थात {{convert|17.3|Ci|GBq|lk=on}}/[[ग्राम]] की तुलना में {{convert|0.063|Ci}}/जी<ref name="Ref_l">[http://www.ieer.org/fctsheet/pu-props.html भौतिक, परमाणु और रासायनिक, प्लूटोनियम के गुण], IEER फैक्टशीट</ref>)। उदाहरण के लिए, 3.6 [[किलोग्राम]] प्लूटोनियम-238 प्रति सेकंड उतनी ही संख्या में रेडियोधर्मी क्षय से गुज़रता है जितना 1 टन प्लूटोनियम-239। चूंकि अवशोषित रेडियोधर्मिता के संदर्भ में दो समस्थानिकों की रुग्णता लगभग समान है,<ref name="Ref_m">[http://www.ead.anl.gov/pub/doc/tbl1-rad-rc.pdf चयनित रेडियोन्यूक्लाइड्स के लिए मृत्यु दर और रुग्णता जोखिम गुणांक], Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20070710105841/http://www.ead.anl.gov/pub/doc/tbl1-rad-rc.pdf |date=10 July 2007 }}</ref> प्लूटोनियम-238, प्लूटोनियम-239 की तुलना में लगभग 275 गुना अधिक विषैला होता है। | ||
या तो आइसोटोप द्वारा उत्सर्जित अल्फा विकिरण त्वचा में प्रवेश नहीं करेगा, लेकिन | या तो आइसोटोप द्वारा उत्सर्जित अल्फा विकिरण त्वचा में प्रवेश नहीं करेगा, लेकिन यदि प्लूटोनियम को श्वास या अंतर्ग्रहण किया जाता है तो यह आंतरिक अंगों को विकिरणित कर सकता है। विशेष रूप से हानि में कंकाल है, जिसकी सतह आइसोटोप को अवशोषित करने की संभावना है, और यकृत, जहां आइसोटोप इकट्ठा होगा और केंद्रित हो जाएगा। | ||
आरटीजी से संबंधित विकिरण का | आरटीजी से संबंधित विकिरण का स्थिति [[जॉर्जिया (देश)]] में [[लिया रेडियोलॉजिकल दुर्घटना]] है, दिसंबर 2001। स्ट्रोंटियम-90 आरटीजी कोर सोवियत निर्मित [[एंगुरी बांध]] के पास, बिना लेबल वाले और अनुचित तरीके से नष्ट कर दिए गए थे। पास के गांव के तीन ग्रामीण {{ill|Lia, Georgia|ka|ლია|lt=Lia}} अनजाने में इसके संपर्क में आ गए और घायल हो गए; उनमें से की मई 2004 में लगी चोटों से मृत्यु हो गई। अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी ने पुनर्प्राप्ति कार्यों का नेतृत्व किया और चिकित्सा देखभाल का आयोजन किया। 2022 तक 2 शेष आरटीजी कोर मिलना बाकी है। | ||
[[File:ALSEP Apollo 14 RTG.jpg|thumb|right|350px|[[अपोलो 14]] के अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा | [[File:ALSEP Apollo 14 RTG.jpg|thumb|right|350px|[[अपोलो 14]] के अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा नियत प्रणाली परमाणु सहायक ऊर्जा कार्यक्रम -27 आरटीजी, [[अपोलो 13]] की रीएंट्री में खोए हुए के समान]] | ||
==== दुर्घटनाएं ==== | ==== दुर्घटनाएं ==== | ||
आरटीजी-संचालित अंतरिक्ष यान से जुड़े कई ज्ञात दुर्घटनाएं हुई हैं: | आरटीजी-संचालित अंतरिक्ष यान से जुड़े कई ज्ञात दुर्घटनाएं हुई हैं: | ||
# 21 अप्रैल 1964 को | # 21 अप्रैल 1964 को लॉन्च विफलता जिसमें यू.एस. ट्रांजिट (उपग्रह)| ट्रांजिट-5बीएन-3 नेविगेशन उपग्रह कक्षा में पहुंचने में विफल रहा और [[मेडागास्कर]] के उत्तर में पुनः प्रवेश पर जल गया।<ref name="Transit">{{cite web|url=http://www.astronautix.com/craft/transit.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/20020624022922/http://www.astronautix.com/craft/transit.htm |url-status=dead |archive-date=24 June 2002 |title=पारगमन|publisher=Encyclopedia Astronautica |access-date=2013-05-07}}</ref> {{convert|17000|Ci|TBq|abbr=on}on}} प्लूटोनियम धातु ईंधन अपने सिस्टम्स न्यूक्लियर ऑक्जिलरी पावर प्रोग्राम-9ए आरटीजी में दक्षिणी गोलार्ध के ऊपर वायुमंडल में फेंक दिया गया था जहां यह जल गया था, और प्लूटोनियम -238 के निशान कुछ महीनों बाद क्षेत्र में पाए गए थे। इस घटना के परिणामस्वरूप नासा सुरक्षा समिति को भविष्य के आरटीजी लॉन्च में अक्षुण्ण पुन: प्रवेश की आवश्यकता हुई, जिसने बदले में पाइपलाइन में आरटीजी के डिजाइन को प्रभावित किया। | ||
# निंबस बी-1 मौसम उपग्रह, जिसका प्रक्षेपण यान 21 मई 1968 को प्रक्षेपण के तुरंत बाद अनियमित प्रक्षेपवक्र के कारण जानबूझकर नष्ट कर दिया गया था। वैंडेनबर्ग एयर फ़ोर्स बेस से लॉन्च किया गया, इसका | # निंबस बी-1 मौसम उपग्रह, जिसका प्रक्षेपण यान 21 मई 1968 को प्रक्षेपण के तुरंत बाद अनियमित प्रक्षेपवक्र के कारण जानबूझकर नष्ट कर दिया गया था। वैंडेनबर्ग एयर फ़ोर्स बेस से लॉन्च किया गया, इसका एसएनऐपी-19 आरटीजी जिसमें अपेक्षाकृत अक्रिय [[प्लूटोनियम डाइऑक्साइड]] होता है, को पांच महीने बाद सांता बारबरा चैनल में समुद्र के किनारे से बरामद किया गया था और किसी भी पर्यावरणीय संदूषण का पता नहीं चला था।<ref>The RTGs were returned to Mound for disassembly and the <sup>238</sup>PuO<sub>2</sub> microsphere fuel recovered and reused. | ||
{{cite book|title = Space Nuclear Power|author = A. Angelo Jr. and D. Buden|year = 1985|publisher = Krieger Publishing Company|isbn = 0-89464-000-3 }}</ref> | {{cite book|title = Space Nuclear Power|author = A. Angelo Jr. and D. Buden|year = 1985|publisher = Krieger Publishing Company|isbn = 0-89464-000-3 }}</ref> | ||
# 1969 में रूस के | # 1969 में रूस के बड़े क्षेत्र में [[पोलोनियम 210]] का प्रसार करते हुए, पहला [[ Lunokhod |Lunokhod]] चंद्र रोवर मिशन विफल हो गया।<ref name="Energy_Resources_for_Space_Missions">{{cite web|url=http://www.spacesafetymagazine.com/2014/01/16/energy-resources-space-missions/ |title=अंतरिक्ष मिशनों के लिए ऊर्जा संसाधन|publisher=Space Safety Magazine |access-date=2014-01-18}}</ref> | ||
# अप्रैल 1970 में अपोलो 13 मिशन की विफलता का मतलब था कि [[लुनार मॉड्युल]] आरटीजी ले जाने वाले वातावरण में फिर से प्रवेश कर गया और [[ फ़िजी ]] में जल गया। इसमें | # अप्रैल 1970 में अपोलो 13 मिशन की विफलता का मतलब था कि [[लुनार मॉड्युल]] आरटीजी ले जाने वाले वातावरण में फिर से प्रवेश कर गया और [[ फ़िजी |फ़िजी]] में जल गया। इसमें एसएनऐपी-27 आरटीजी युक्त था {{convert|44,500|Ci|TBq|abbr=on}} लैंडर लेग पर ग्रेफाइट पीपा में प्लूटोनियम डाइऑक्साइड जो पृथ्वी के वायुमंडल में फिर से प्रवेश करने से बच गया, जैसा कि इसे करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, प्रक्षेपवक्र की व्यवस्था की जा रही है जिससे की यह टोंगा खाई में 6–9 किलोमीटर पानी में गिर जाए। प्रशांत महासागर। वायुमंडलीय और समुद्री जल के नमूने में प्लूटोनियम -238 संदूषण की अनुपस्थिति ने इस धारणा की पुष्टि की कि पीपा समुद्र तल पर निरंतर है। पीपे में कम से कम 10 अर्ध-जीवन (अर्थात् 870 वर्ष) तक ईंधन रहने की अपेक्षा है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने समुद्री जल परीक्षण किया है और निर्धारित किया है कि ग्रेफाइट आवरण, जिसे पुन: प्रवेश का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, स्थिर है और प्लूटोनियम की कोई रिहाई नहीं होनी चाहिए। बाद की जांच में क्षेत्र में प्राकृतिक पृष्ठभूमि विकिरण में कोई वृद्धि नहीं हुई है। अपोलो 13 दुर्घटना चरम परिदृश्य का प्रतिनिधित्व करती है क्योंकि [[जियोस्पेस]] से लौटने वाले शिल्प के उच्च पुन: प्रवेश वेगों के कारण सीआईएस-चंद्र अंतरिक्ष (पृथ्वी के वायुमंडल और चंद्रमा के बीच का क्षेत्र)। इस दुर्घटना ने बाद की पीढ़ी के आरटीजी के डिजाइन को अत्यधिक सुरक्षित के रूप में मान्य करने का काम किया है। | ||
# [[ मंगल 96 ]] को 1996 में रूस द्वारा प्रक्षेपित किया गया था, लेकिन वह पृथ्वी की कक्षा को छोड़ने में विफल रहा, और कुछ घंटों बाद वातावरण में फिर से प्रवेश कर गया। दो आरटीजी जहाज पर कुल 200 ग्राम प्लूटोनियम ले गए और माना जाता है कि वे पुनः प्रवेश से बच गए क्योंकि उन्हें ऐसा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। ऐसा माना जाता है कि अब वे उत्तर-पूर्व-दक्षिण-पश्चिम में कहीं स्थित हैं, जो 320 किमी लंबे और 80 किमी चौड़े अंडाकार हैं, जो [[ आइकिक ]], [[चिली]] से 32 किमी पूर्व में केंद्रित है।<ref name="Ref_q">[http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/text/mars96_timeline.txt मार्स 96 टाइमलाइन], नासा</ref> | # [[ मंगल 96 | मंगल 96]] को 1996 में रूस द्वारा प्रक्षेपित किया गया था, लेकिन वह पृथ्वी की कक्षा को छोड़ने में विफल रहा, और कुछ घंटों बाद वातावरण में फिर से प्रवेश कर गया। दो आरटीजी जहाज पर कुल 200 ग्राम प्लूटोनियम ले गए और माना जाता है कि वे पुनः प्रवेश से बच गए क्योंकि उन्हें ऐसा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। ऐसा माना जाता है कि अब वे उत्तर-पूर्व-दक्षिण-पश्चिम में कहीं स्थित हैं, जो 320 किमी लंबे और 80 किमी चौड़े अंडाकार हैं, जो [[ आइकिक |आइकिक]] , [[चिली]] से 32 किमी पूर्व में केंद्रित है।<ref name="Ref_q">[http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/text/mars96_timeline.txt मार्स 96 टाइमलाइन], नासा</ref> | ||
एक | एक आरटीजी, एसएनऐपी 19|एसएनऐपी-19C, 1965 में भारत में [[नंदा देवी]] पर्वत की चोटी के पास खो गया था, जब इसे स्थापित करने से पहले बर्फीले तूफान के सामने पहाड़ की चोटी के पास चट्टान के रूप में संग्रहीत किया गया था। चीनी रॉकेट परीक्षण सुविधा से टेलीमेट्री एकत्र करने वाले CIA के दूरस्थ स्वचालित स्टेशन को शक्ति प्रदान करना। सात कैप्सूल | ||
संदर्भ>:फाइल: | संदर्भ>:फाइल:एसएनऐपी-19C माउंड डेटा शीट.pdf<nowiki></ref></nowiki> हिमस्खलन द्वारा पहाड़ से नीचे ग्लेशियर पर ले जाया गया और फिर कभी वापस नहीं आया। यह सबसे अधिक संभावना है कि वे ग्लेशियर के माध्यम से पिघल गए और चूर्णित हो गए, जिसके बाद <sup>238</sup>प्लूटोनियम जिरकोनियम मिश्र धातु ईंधन ऑक्सीकृत मिट्टी के कण जो ग्लेशियर के नीचे पंख में घूम रहे हैं।<ref>{{cite book | title = हिमालय में जासूस| first1= M. S.|last1=Kohli|first2=Kenneth |last2=Conboy | publisher = Univ. Press of Kansas: Lawrence, Kansas, USA}}</ref> | ||
सोवियत संघ द्वारा [[ प्रकाशस्तंभ ]] और [[प्रकाश]] को बिजली देने के लिए निर्मित कई बीटा-एम आरटीजी विकिरण के अनाथ स्रोत बन गए हैं। इनमें से कई इकाइयों को स्क्रैप धातु के लिए अवैध रूप से नष्ट कर दिया गया है (परिणामस्वरूप | सोवियत संघ द्वारा [[ प्रकाशस्तंभ |प्रकाशस्तंभ]] और [[प्रकाश]] को बिजली देने के लिए निर्मित कई बीटा-एम आरटीजी विकिरण के अनाथ स्रोत बन गए हैं। इनमें से कई इकाइयों को स्क्रैप धातु के लिए अवैध रूप से नष्ट कर दिया गया है (परिणामस्वरूप एसआर-90 स्रोत का पूरा प्रदर्शन), समुद्र में गिर गया, या खराब डिजाइन या भौतिक क्षति के कारण दोषपूर्ण परिरक्षण है। अमेरिकी रक्षा विभाग सहकारी खतरे में कमी कार्यक्रम ने चिंता व्यक्त की है कि बीटा-एम आरटीजी से सामग्री का उपयोग आतंकवादियों द्वारा गंदे बम बनाने के लिए किया जा सकता है।<ref name="Bellona" />चूंकि, उपयोग किया जाने वाला स्ट्रोंटियम टाइटेनेट पेरोसाइट पर्यावरणीय क्षरण के सभी संभावित रूपों के लिए प्रतिरोधी है और पानी में पिघल या घुल नहीं सकता है। एसआरटीआईओ रूप में [[जैव संचय]] की संभावना नहीं है<sub>3</sub> मनुष्यों या अन्य जानवरों के पाचन तंत्र के माध्यम से अपरिवर्तित गुजरता है, लेकिन जिस जानवर या मानव ने इसे ग्रहण किया है, वह अभी भी पारित होने के समय संवेदनशील आंतों के अस्तर को महत्वपूर्ण विकिरण खुराक प्राप्त करेगा। कंकड़ या बड़ी वस्तुओं के महीन धूल में यांत्रिक क्षरण की संभावना अधिक होती है और यह सामग्री को व्यापक क्षेत्र में फैला सकता है, चूंकि इससे उच्च खुराक के परिणामस्वरूप किसी एकल हानि घटना का हानि भी कम हो जाएगा। | ||
=== विखंडन रिएक्टरों के साथ तुलना === | === विखंडन रिएक्टरों के साथ तुलना === | ||
आरटीजी और [[परमाणु विखंडन]] बहुत भिन्न परमाणु प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हैं। | आरटीजी और [[परमाणु विखंडन]] बहुत भिन्न परमाणु प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हैं। | ||
परमाणु ऊर्जा रिएक्टर (अंतरिक्ष में उपयोग किए जाने वाले छोटे रिएक्टरों सहित) | परमाणु ऊर्जा रिएक्टर (अंतरिक्ष में उपयोग किए जाने वाले छोटे रिएक्टरों सहित) श्रृंखला प्रतिक्रिया में नियंत्रित परमाणु विखंडन करते हैं। प्रतिक्रिया की दर को नियंत्रण रॉड से नियंत्रित किया जा सकता है, इसलिए रखरखाव के लिए पूरी प्रकार से मांग या शट ऑफ (लगभग) के साथ बिजली भिन्न हो सकती है। चूंकि, खतरनाक रूप से उच्च शक्ति स्तरों, या यहां तक कि विस्फोट या [[परमाणु मंदी]] पर अनियंत्रित संचालन से बचने के लिए देखभाल की आवश्यकता होती है। | ||
आरटीजी में [[श्रृंखला अभिक्रिया]] नहीं होते हैं। गर्मी | आरटीजी में [[श्रृंखला अभिक्रिया]] नहीं होते हैं। गर्मी गैर-समायोज्य और लगातार घटती दर पर सहज [[रेडियोधर्मी क्षय]] के माध्यम से उत्पन्न होती है जो मात्र ईंधन आइसोटोप की मात्रा और उसके आधे जीवन पर निर्भर करती है। आरटीजी में, गर्मी उत्पादन को मांग के साथ बदला नहीं जा सकता है या जरूरत न होने पर बंद कर दिया जा सकता है और बिजली की खपत को कम करके पश्चात अधिक ऊर्जा बचाना संभव नहीं है। इसलिए, अत्यधिक मांग को पूरा करने के लिए सहायक बिजली की आपूर्ति (जैसे रिचार्जेबल बैटरी) की आवश्यकता हो सकती है, और अंतरिक्ष मिशन के पूर्व-लॉन्च और प्रारंभिक उड़ान चरणों सहित हर समय पर्याप्त शीतलन प्रदान किया जाना चाहिए। जबकि आरटीजी के साथ परमाणु मेल्टडाउन या विस्फोट जैसी शानदार विफलताएं असंभव हैं, फिर भी यदि रॉकेट फट जाता है, या उपकरण वातावरण में फिर से प्रवेश करता है और विघटित हो जाता है, तो रेडियोधर्मी संदूषण का खतरा होता है। | ||
== सबक्रिटिकल गुणक आरटीजी == | == सबक्रिटिकल गुणक आरटीजी == | ||
प्लूटोनियम -238 की कमी के कारण, उप-राजनीतिक प्रतिक्रियाओं द्वारा समर्थित | प्लूटोनियम -238 की कमी के कारण, उप-राजनीतिक प्रतिक्रियाओं द्वारा समर्थित नए प्रकार के आरटीजी का प्रस्ताव किया गया है।<ref>{{cite journal|last=Arias|first=F. J.|date=2011|title=Advanced Subcritical Assistance Radioisotope Thermoelectric Generator: An Imperative Solution for the Future of NASA Exploration|url=http://www.jbis.org.uk/paper.php?p=2011.64.314|journal=[[Journal of the British Interplanetary Society]]|volume=64|pages=314–318|bibcode=2011JBIS...64..314A}}</ref> इस प्रकार के आरटीजी में, रेडियोआइसोटोप से अल्फा क्षय का उपयोग [[ फीरोज़ा |फीरोज़ा]] जैसे उपयुक्त तत्व के साथ अल्फा-न्यूट्रॉन प्रतिक्रियाओं में भी किया जाता है। इस प्रकार दीर्घजीवी [[न्यूट्रॉन स्रोत]] उत्पन्न होता है। क्योंकि सिस्टम 1 के निकट लेकिन 1 से कम क्रिटिकलिटी के साथ काम कर रहा है, अर्थात न्यूक्लियर चेन रिएक्शन इफेक्टिव न्यूट्रॉन मल्टीप्लिकेशन फैक्टर|के<sub>इएफएफ</sub><1, परमाणु रिएक्टर भौतिकी#सबक्रिटिकल गुणन प्राप्त किया जाता है जो न्यूट्रॉन पृष्ठभूमि को बढ़ाता है और विखंडन प्रतिक्रियाओं से ऊर्जा उत्पन्न करता है। चूंकि आरटीजी में उत्पादित विखंडन की संख्या बहुत कम है (उनके गामा विकिरण को नगण्य बनाते हुए), क्योंकि प्रत्येक विखंडन प्रतिक्रिया प्रत्येक अल्फा क्षय (200 [[MeV|एमईवी]] की तुलना में 6 एमईवी) की तुलना में 30 गुना अधिक ऊर्जा जारी करती है, 10% ऊर्जा लाभ तक प्राप्य है, जो की कमी में अनुवाद करता है <sup>238</sup>पीयू प्रति मिशन की जरूरत है। यह विचार 2012 में नासा को वार्षिक नासा एनएसपीआईआरई प्रतियोगिता के लिए प्रस्तावित किया गया था, जिसका व्यवहार्यता के अध्ययन के लिए 2013 में सेंटर फॉर स्पेस न्यूक्लियर रिसर्च (सीएसएनआर) में इडाहो नेशनल लेबोरेटरी में अनुवाद किया गया था।<ref>Design of a high power (1 kWe), subcritical, power source {{cite web |url=http://csnrstg.usra.edu/public/default.cfm?content=330&child=345 |title=Areas of Research |access-date=2014-10-05 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20141006084400/http://csnrstg.usra.edu/public/default.cfm?content=330&child=345 |archive-date=6 October 2014 }}</ref>{{failed verification|date=October 2014}} चूंकि आवश्यक असंशोधित हैं। | ||
== [[इंटरस्टेलर जांच]] के लिए आरटीजी == | == [[इंटरस्टेलर जांच]] के लिए आरटीजी == | ||
आरटीजी को यथार्थवादी इंटरस्टेलर अग्रदूत मिशन और इंटरस्टेलर जांच पर उपयोग के लिए प्रस्तावित किया गया है।<ref name=ip/>इसका | आरटीजी को यथार्थवादी इंटरस्टेलर अग्रदूत मिशन और इंटरस्टेलर जांच पर उपयोग के लिए प्रस्तावित किया गया है।<ref name=ip/>इसका उदाहरण नासा का [[ अभिनव इंटरस्टेलर एक्सप्लोरर |अभिनव इंटरस्टेलर एक्सप्लोरर]] (2003-वर्तमान) प्रस्ताव है।<ref name="Ref_t">{{cite web|url=http://interstellarexplorer.jhuapl.edu/index.php |title=अभिनव इंटरस्टेलर जांच|publisher=[[Applied Physics Laboratory|JHU/APL]] |access-date=22 October 2010}}</ref> | ||
एक | एक आरटीजी का उपयोग करना <sup>241</sup>ऐएम को 2002 में इस प्रकार के मिशन के लिए प्रस्तावित किया गया था।<ref name=ip>[http://www.niac.usra.edu/files/library/meetings/misc/trieste_may02_mtg/McNutt_Ralph.pdf Ralph L. McNutt, et al. – '''Interstellar Explorer''' (2002) – Johns Hopkins University] (.pdf)</ref> यह इंटरस्टेलर जांच पर 1000 साल तक के मिशन एक्सटेंशन का समर्थन कर सकता है, क्योंकि प्लूटोनियम की तुलना में लंबी अवधि में बिजली उत्पादन में धीरे-धीरे गिरावट आएगी।<ref name=ip/>आरटीजी के लिए अन्य समस्थानिकों की भी अध्ययन में जांच की गई, जैसे वाट/ग्राम, अर्ध-जीवन और क्षय उत्पादों को देखते हुए।<ref name=ip/>1999 के इंटरस्टेलर जांच प्रस्ताव ने तीन उन्नत रेडियोआइसोटोप ऊर्जा स्रोतों (एआरपीएस) का उपयोग करने का सुझाव दिया।<ref name=ipjpl>{{cite web|url=http://interstellar.jpl.nasa.gov/interstellar/probe/index.html |archive-url=https://web.archive.org/web/20030406073326/http://interstellar.jpl.nasa.gov/interstellar/probe/index.html |url-status=dead |archive-date=6 April 2003 |title=इंटरस्टेलर जांच|publisher=NASA/JPL |date=5 February 2002 |access-date=22 October 2010}}</ref> | ||
आरटीजी बिजली का उपयोग वैज्ञानिक उपकरणों को शक्ति देने और जांच पर पृथ्वी पर संचार के लिए किया जा सकता है।<ref name=ip/>एक मिशन ने [[आयन इंजन]]ों को बिजली देने के लिए बिजली का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया, इस विधि को रेडियोआइसोटोप इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन (आरईपी) कहा।<ref name=ip/> | आरटीजी बिजली का उपयोग वैज्ञानिक उपकरणों को शक्ति देने और जांच पर पृथ्वी पर संचार के लिए किया जा सकता है।<ref name=ip/>एक मिशन ने [[आयन इंजन]]ों को बिजली देने के लिए बिजली का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया, इस विधि को रेडियोआइसोटोप इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन (आरईपी) कहा।<ref name=ip/> | ||
== इलेक्ट्रोस्टैटिक-बूस्टेड रेडियोआइसोटोप ताप स्रोत == | == इलेक्ट्रोस्टैटिक-बूस्टेड रेडियोआइसोटोप ताप स्रोत == | ||
एक स्व-प्रेरित इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के आधार पर रेडियोआइसोटोप ताप स्रोतों के लिए | एक स्व-प्रेरित इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के आधार पर रेडियोआइसोटोप ताप स्रोतों के लिए शक्ति वृद्धि प्रस्तावित की गई है।<ref>{{cite journal |last1=Arias |first1=Francisco J. |last2=Parks |first2=Geoffrey T. |date=November 2015 |title=स्व-प्रेरित इलेक्ट्रोस्टैटिक-बूस्टेड रेडियोआइसोटोप ताप स्रोत|journal=Progress in Nuclear Energy |publisher=[[Elsevier]] |volume=85 |pages=291–296 |doi=10.1016/j.pnucene.2015.06.016 |issn=0149-1970 |doi-access=free }}</ref> लेखकों के अनुसार, बीटा स्रोतों का उपयोग करके 10% तक की वृद्धि प्राप्त की जा सकती है। | ||
== | == नमूना == | ||
एक विशिष्ट आरटीजी रेडियोधर्मी क्षय द्वारा संचालित होता है और थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण से बिजली की सुविधा देता है, लेकिन ज्ञान के लिए, उस अवधारणा पर कुछ भिन्नताओं वाली कुछ प्रणालियों को यहां | एक विशिष्ट आरटीजी रेडियोधर्मी क्षय द्वारा संचालित होता है और थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण से बिजली की सुविधा देता है, लेकिन ज्ञान के लिए, उस अवधारणा पर कुछ भिन्नताओं वाली कुछ प्रणालियों को यहां सम्मलित किया गया है। | ||
===अंतरिक्ष में परमाणु ऊर्जा प्रणाली === | ===अंतरिक्ष में परमाणु ऊर्जा प्रणाली === | ||
| Line 167: | Line 170: | ||
|- | |- | ||
!rowspan="2"|Name and model | !rowspan="2"|Name and model | ||
!rowspan="2"|Used on (# of | !rowspan="2"|Used on (# of आरटीजीs per user) | ||
!colspan="2"| Maximum output | !colspan="2"| Maximum output | ||
!rowspan="2"|Radio-<br />isotope | !rowspan="2"|Radio-<br />isotope | ||
!rowspan="2"|Max fuel<br />used (kg) | !rowspan="2"|Max fuel<br />used (kg) | ||
!rowspan="2"|Mass (kg) | !rowspan="2"|Mass (kg) | ||
!rowspan="2"| | !rowspan="2"|पीओwer/mass (Electrical W/kg) | ||
|- | |- | ||
!Electrical ([[watt|W]]) ||Heat (W) | !Electrical ([[watt|W]]) ||Heat (W) | ||
|- | |- | ||
|[[Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator| | |[[Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator|MMआरटीजी]] ||[[Mars Science Laboratory|MSL/''Curiosity'' rover]] and [[Perseverance (rover)|Perseverance]]/[[Mars 2020|Mars 2020 rover]] || data-sort-value="110" | c. 110 || data-sort-value="2000" | c. 2000 || <sup>238</sup>Pu || ~data-sort-value="4" | c. 4 || data-sort-value="45" | <45 || 2.4 | ||
|- | |- | ||
|[[GPHS-RTG]] || [[Cassini-Huygens|''Cassini'' (3)]], [[New Horizons|''New Horizons'' (1)]], [[Galileo (spacecraft)|''Galileo'' (2)]], [[Ulysses probe|''Ulysses'' (1)]] || 300 || 4400 || <sup>238</sup>Pu || 7.8 || 55.9–57.8<ref name="GLB"/> || 5.2–5.4 | |[[GPHS-RTG|GPHS-आरटीजी]] || [[Cassini-Huygens|''Cassini'' (3)]], [[New Horizons|''New Horizons'' (1)]], [[Galileo (spacecraft)|''Galileo'' (2)]], [[Ulysses probe|''Ulysses'' (1)]] || 300 || 4400 || <sup>238</sup>Pu || 7.8 || 55.9–57.8<ref name="GLB"/> || 5.2–5.4 | ||
|- | |- | ||
|[[MHW-RTG]] || [[Lincoln Experimental Satellite|LES-8/9]], [[Voyager 1|''Voyager 1'' (3)]], [[Voyager 2|''Voyager 2'' (3)]] || 160<ref name="GLB"/> || 2400<ref name="tose">{{cite web |url=http://www.totse.com/en/technology/space_astronomy_nasa/spacnuke.html |title=Totse.com | Nuclear Power in Space |access-date=2012-10-19 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080619143130/http://www.totse.com/en/technology/space_astronomy_nasa/spacnuke.html |archive-date=19 June 2008 }}</ref> || <sup>238</sup>Pu || data-sort-value="4.5" | c. 4.5 || 37.7<ref name="GLB"/> || 4.2 | |[[MHW-RTG|MHW-आरटीजी]] || [[Lincoln Experimental Satellite|LES-8/9]], [[Voyager 1|''Voyager 1'' (3)]], [[Voyager 2|''Voyager 2'' (3)]] || 160<ref name="GLB"/> || 2400<ref name="tose">{{cite web |url=http://www.totse.com/en/technology/space_astronomy_nasa/spacnuke.html |title=Totse.com | Nuclear Power in Space |access-date=2012-10-19 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080619143130/http://www.totse.com/en/technology/space_astronomy_nasa/spacnuke.html |archive-date=19 June 2008 }}</ref> || <sup>238</sup>Pu || data-sort-value="4.5" | c. 4.5 || 37.7<ref name="GLB"/> || 4.2 | ||
|- | |- | ||
|[[Systems Nuclear Auxiliary Power Program| | |[[Systems Nuclear Auxiliary Power Program|एसएनऐपी-3B]] || [[Transit (satellite)|Transit-4A]] (1) || 2.7<ref name="GLB"/>|| 52.5 || <sup>238</sup>Pu || ? || 2.1<ref name="GLB"/> || 1.3 | ||
|- | |- | ||
| | |एसएनऐपी-9A || [[Transit (satellite)|Transit 5BN1/2]] (1) || 25<ref name="GLB"/>|| 525<ref name="tose"/> || <sup>238</sup>Pu || data-sort-value="1" | c. 1 || 12.3<ref name="GLB"/> || 2.0 | ||
|- | |- | ||
| | |एसएनऐपी-19 || [[Nimbus program|Nimbus-3]] (2), [[Pioneer 10|''Pioneer 10'' (4)]]'', ''[[Pioneer 11|''Pioneer 11'' (4)]] || 40.3<ref name="GLB">[https://fas.org/nuke/space/bennett0706.pdf "Space Nuclear Power"] G.L.Bennett 2006</ref>|| 525 || <sup>238</sup>Pu || data-sort-value="1" | c. 1 || 13.6<ref name="GLB"/> || 2.9 | ||
|- | |- | ||
|modified | |modified एसएनऐपी-19 || [[Viking program|Viking 1 (2), Viking 2 (2)]] || 42.7<ref name="GLB"/>|| 525 || <sup>238</sup>Pu || data-sort-value="1" | c. 1 || 15.2<ref name="GLB"/> || 2.8 | ||
|- | |- | ||
| | |एसएनऐपी-27 || [[Project Apollo|Apollo 12–17]] [[ALSEP]] (1) || 73 || 1,480 || <sup>238</sup>Pu<ref name=NASM>{{cite web|title=SNAP-27|url=http://www.nasm.si.edu/exhibitions/attm/la.s27.1.html|publisher=[[National Air and Space Museum|Smithsonian National Air and Space Museum]]|access-date=13 September 2011|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20120124141108/http://www.nasm.si.edu/exhibitions/attm/la.s27.1.html|archive-date=24 January 2012}}</ref>|| 3.8 || 20 || 3.65 | ||
|- | |- | ||
| (fission reactor) [[BES-5|Buk (BES-5)]]** || [[US-A]]s (1) || 3000 || 100,000 || highly enriched <sup>235</sup>U || 30 || data-sort-value="1000" | 1000 || 3.0 | | (fission reactor) [[BES-5|Buk (BES-5)]]** || [[US-A]]s (1) || 3000 || 100,000 || highly enriched <sup>235</sup>U || 30 || data-sort-value="1000" | 1000 || 3.0 | ||
|- | |- | ||
| (fission reactor) | | (fission reactor) एसएनऐपी-10A*** || [[SNAP-10A|एसएनऐपी-10A]] (1) || 600<ref name=doe1>{{cite web|url=http://www.etec.energy.gov/History/Major-Operations/SNAP-Overview.html|title=SNAP Overview|publisher=USDOE ETEC|access-date=4 April 2010|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20100504162240/http://www.etec.energy.gov/History/Major-Operations/SNAP-Overview.html|archive-date=4 May 2010}}</ref> || 30,000 || highly enriched <sup>235</sup>U || || 431 || 1.4 | ||
|- | |- | ||
| [[Advanced Stirling Radioisotope Generator|ASRG]]**** || prototype design (not launched), [[Discovery Program]] || data-sort-value="140" | c. 140 (2x70) || data-sort-value="500" | c. 500 || [[Plutonium-238|<sup>238</sup>Pu]] || data-sort-value="1" | 1 || data-sort-value="34" | 34 || 4.1 | | [[Advanced Stirling Radioisotope Generator|ASRG]]**** || prototype design (not launched), [[Discovery Program]] || data-sort-value="140" | c. 140 (2x70) || data-sort-value="500" | c. 500 || [[Plutonium-238|<sup>238</sup>Pu]] || data-sort-value="1" | 1 || data-sort-value="34" | 34 || 4.1 | ||
|} | |} | ||
<nowiki>**</nowiki> वास्तव में | <nowiki>**</nowiki> वास्तव में आरटीजी नहीं है, BES-5 बुक रिएक्टर तेज़ ब्रीडर रिएक्टर था जो गर्मी को सीधे बिजली में बदलने के लिए सेमीकंडक्टर पर आधारित थर्मोक्यूल्स का उपयोग करता था<ref>{{cite web|title=स्थलीय अनुप्रयोग के लिए प्रत्यक्ष ऊर्जा रूपांतरण की परमाणु अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी का उपयोग| url=http://www.iaea.org/inisnkm/nkm/aws/fnss/abstracts/abst_1172_13.html | publisher=International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)|access-date=14 September 2011|author=Chitaykin, V.I|author2=Meleta, Ye.A. | author3=Yarygin, V.I. |author4=Mikheyev, A.S. |author5= Tulin, S.M. | pages=178–185}}</ref><ref>{{cite web|url=http://world-nuclear.org/info/inf82.html|title=अंतरिक्ष के लिए परमाणु रिएक्टर| access-date=14 September 2011}}</ref> | ||
<nowiki>***</nowiki> वास्तव में | <nowiki>***</nowiki> वास्तव में आरटीजी नहीं है, एसएनऐपी-10A में संवर्धित यूरेनियम ईंधन, मंदक के रूप में जिरकोनियम हाइड्राइड, तरल सोडियम पोटेशियम मिश्र धातु शीतलक का उपयोग किया गया था, और बेरिलियम रिफ्लेक्टर के साथ सक्रिय या निष्क्रिय किया गया था<ref name=doe1/>रिएक्टर हीट ने विद्युत उत्पादन के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण प्रणाली को खिलाया।<ref name=doe1/> | ||
<nowiki>****</nowiki> वास्तव में | <nowiki>****</nowiki> वास्तव में आरटीजी नहीं है, ASRG स्टर्लिंग इंजन पावर डिवाइस का उपयोग करता है जो रेडियोआइसोटोप पर चलता है (स्टर्लिंग रेडियोआइसोटोप जनरेटर देखें) | ||
=== स्थलीय === | === स्थलीय === | ||
| Line 215: | Line 218: | ||
!Electrical (W) ||Heat (W) | !Electrical (W) ||Heat (W) | ||
|- | |- | ||
|[[Beta-M]] || rowspan=8|Obsolete Soviet uncrewed <br />lighthouses and beacons || 10 || 230 || [[Strontium-90|<sup>90</sup> | |[[Beta-M]] || rowspan=8|Obsolete Soviet uncrewed <br />lighthouses and beacons || 10 || 230 || [[Strontium-90|<sup>90</sup>एसआर]]टीआईओ<sub>3</sub><ref>{{cite web |url=http://bellona.no/bellona.org/english_import_area/international/russia/navy/northern_fleet/incidents/31772 |title=Radioisotope Thermoelectric Generators - Bellona |website=bellona.no |access-date=14 March 2022 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101220003227/http://bellona.no/bellona.org/english_import_area/international/russia/navy/northern_fleet/incidents/31772 |archive-date=20 December 2010 |url-status=dead}}</ref> || 0.26 || 560 | ||
|- | |- | ||
|Efir-MA || 30 || 720 || ? || ? || 1250 | |Efir-MA || 30 || 720 || ? || ? || 1250 | ||
|- | |- | ||
|IEU-1 || 80 || 2200 || <sup>90</sup> | |IEU-1 || 80 || 2200 || <sup>90</sup>एसआर || ? || 2500 | ||
|- | |- | ||
|IEU-2 || 14 || 580 || ? || ? || 600 | |IEU-2 || 14 || 580 || ? || ? || 600 | ||
| Line 229: | Line 232: | ||
|IEU-2M || 20 || 690 || ? || ? || 600 | |IEU-2M || 20 || 690 || ? || ? || 600 | ||
|- | |- | ||
|IEU-1M || 120 (180) || 2200 (3300) || <sup>90</sup> | |IEU-1M || 120 (180) || 2200 (3300) || <sup>90</sup>एसआर || ? || 2(3) × 1050 | ||
|- | |- | ||
|Sentinel 25<ref name=OTA>{{cite web | |Sentinel 25<ref name=OTA>{{cite web | ||
| Line 237: | Line 240: | ||
|publisher = U.S. Congress, Office of Technology Assessment | |publisher = U.S. Congress, Office of Technology Assessment | ||
|url = http://govinfo.library.unt.edu/ota/Ota_1/DATA/1994/9423.PDF | |url = http://govinfo.library.unt.edu/ota/Ota_1/DATA/1994/9423.PDF | ||
|id = OTA-BP-ETI-129 }}</ref> || rowspan=2|Remote U.S. arctic monitoring sites || 9–20 || || [[strontium titanate| | |id = OTA-BP-ETI-129 }}</ref> || rowspan=2|Remote U.S. arctic monitoring sites || 9–20 || || [[strontium titanate|एसआरटीआईओ<sub>3</sub>]] || 0.54 || 907–1814 | ||
|- | |- | ||
|Sentinel 100F<ref name=OTA/> || 53 || || | |Sentinel 100F<ref name=OTA/> || 53 || || एसआर<sub>2</sub>टीआईओ<sub>4</sub> || 1.77 || 1234 | ||
|- | |- | ||
|RIPPLE X<ref>[https://rwm.nda.gov.uk/publication/summary-of-assessment-report-for-ripple-i-x-and-large-sources-final-stage/?download RIPPLE I – X and Large Source]</ref>|| Buoys, Lighthouses || 33<ref>[http://www.irishlights.ie/tourism/our-lighthouses/rathlin-obirne.aspx Irish Lights- Rathlin O'Birne]</ref> || || | |RIPPLE X<ref>[https://rwm.nda.gov.uk/publication/summary-of-assessment-report-for-ripple-i-x-and-large-sources-final-stage/?download RIPPLE I – X and Large Source]</ref>|| Buoys, Lighthouses || 33<ref>[http://www.irishlights.ie/tourism/our-lighthouses/rathlin-obirne.aspx Irish Lights- Rathlin O'Birne]</ref> || || एसआरटीआईओ<sub>3</sub> || ||1500 | ||
|} | |} | ||
| Line 281: | Line 284: | ||
== बाहरी संबंध == | == बाहरी संबंध == | ||
{{Commons category|Radioisotope thermoelectric generators}} | {{Commons category|Radioisotope thermoelectric generators}} | ||
* [https://web.archive.org/web/20120807005925/http://solarsystem.nasa.gov/rps/rtg.cfm NASA Radioisotope | * [https://web.archive.org/web/20120807005925/http://solarsystem.nasa.gov/rps/rtg.cfm NASA Radioisotope पीओwer Systems website – आरटीजी page] | ||
* [https://web.archive.org/web/20050320084117/http://solarsystem.nasa.gov/scitech/display.cfm?ST_ID=705 NASA JPL briefing, Expanding Frontiers with Radioisotope | * [https://web.archive.org/web/20050320084117/http://solarsystem.nasa.gov/scitech/display.cfm?ST_ID=705 NASA JPL briefing, Expanding Frontiers with Radioisotope पीओwer Systems] – gives आरटीजी information and a link to a longer presentation | ||
* [https://web.archive.org/web/20040803042552/http://www.seds.org/spaceviews/cassini/rtgpages.html SpaceViews: The ''Cassini'' | * [https://web.archive.org/web/20040803042552/http://www.seds.org/spaceviews/cassini/rtgpages.html SpaceViews: The ''Cassini'' आरटीजी Debate] | ||
* [https://web.archive.org/web/20060614021723/http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2004/RP/RPT-shah.html Stirling Radioisotope Generator] | * [https://web.archive.org/web/20060614021723/http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2004/RP/RPT-shah.html Stirling Radioisotope Generator] | ||
* [http://www.osti.gov/accomplishments/rtg.html DOE contributions – good links ] | * [http://www.osti.gov/accomplishments/rtg.html DOE contributions – good links ] | ||
* [https://web.archive.org/web/20110718063021/https://inlportal.inl.gov/portal/server.pt?open=514&objID=1482&parentname=CommunityPage&parentid=17&mode=2&in_hi_userid=200&cached=true Idaho National Laboratory – Producer of | * [https://web.archive.org/web/20110718063021/https://inlportal.inl.gov/portal/server.pt?open=514&objID=1482&parentname=CommunityPage&parentid=17&mode=2&in_hi_userid=200&cached=true Idaho National Laboratory – Producer of आरटीजीs] | ||
* [http://www.inl.gov/research/mars-science-laboratory/ Idaho National Laboratory | * [http://www.inl.gov/research/mars-science-laboratory/ Idaho National Laboratory MMआरटीजी page with photo-based "virtual tour"] | ||
{{Nuclear technology}} | {{Nuclear technology}} | ||
| Line 294: | Line 297: | ||
{{Authority control}} | {{Authority control}} | ||
{{DEFAULTSORT:Radioisotope Thermoelectric Generator}} | {{DEFAULTSORT:Radioisotope Thermoelectric Generator}} | ||
[[Category: | [[Category:All articles with failed verification|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | ||
[[Category:Created On 25/03/2023]] | [[Category:Articles with failed verification from October 2014|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | ||
[[Category:Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Articles with invalid date parameter in template|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:CS1 English-language sources (en)]] | |||
[[Category:Collapse templates|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Commons category link is locally defined|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Convert invalid options|abbr=on}on]] | |||
[[Category:Created On 25/03/2023|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Energy navigational boxes| ]] | |||
[[Category:Lua-based templates|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Machine Translated Page|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Navigational boxes| ]] | |||
[[Category:Navigational boxes without horizontal lists|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Pages with broken file links|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Pages with empty portal template|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Pages with script errors|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Portal-inline template with redlinked portals|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Sidebars with styles needing conversion|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Template documentation pages|Documentation/doc]] | |||
[[Category:Templates Translated in Hindi|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Templates Vigyan Ready|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Templates generating microformats|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Templates that add a tracking category|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Templates that are not mobile friendly|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Templates that generate short descriptions|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Templates using TemplateData|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Webarchive template wayback links|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:Wikipedia metatemplates|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:अंतरिक्ष में परमाणु ऊर्जा|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:परमाणु तकनीक|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:बैटरी (बिजली)|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
[[Category:विद्युत जनरेटर|Radioisotope Thermoelectric Generator]] | |||
Latest revision as of 11:49, 3 May 2023
रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (आरटीजी, आरआईटीईजी), जिसे कभी-कभी रेडियोआइसोटोप पावर सिस्टम (आरपीएस) के रूप में संदर्भित किया जाता है, यह एक प्रकार की परमाणु बैटरी है, जो उपयुक्त रेडियोधर्मिता सामग्री की क्षय गर्मी को सीबेक प्रभाव द्वारा बिजली में परिवर्तित करने के लिए थर्मोक्यूल्स की सरणी का उपयोग करती है। इस प्रकार के बिजली उत्पादन में कोई हिलता हुआ भाग नहीं होता है।
आरटीजी का उपयोग उपग्रहों, अंतरिक्ष जांचों और आर्कटिक वृत्त के अंदर सोवियत संघ द्वारा निर्मित प्रकाशस्तंभों की श्रृंखला जैसी दूरस्थ सुविधाओं जैसे उपग्रहों में शक्ति स्रोतों के रूप में किया गया है। आरटीजी सामान्यतः अनियंत्रित स्थितियों के लिए सबसे वांछनीय शक्ति स्रोत होते हैं, जिन्हें आर्थिक रूप से प्रदान करने के लिए ईंधन कोशिकाओं, बैटरी, या जनरेटर के लिए कुछ सौ वाट (या उससे कम) बिजली की आवश्यकता होती है, और उन जगहों पर जहां सौर सेल व्यावहारिक नहीं हैं। आरटीजी के सुरक्षित उपयोग के लिए यूनिट के उत्पादक जीवन के लंबे समय बाद रेडियोआइसोटोप के नियंत्रण की आवश्यकता होती है। आरटीजी का खर्च उनके उपयोग को दुर्लभ या विशेष स्थितियों में आला अनुप्रयोगों तक सीमित करता है। क्योंकि उन्हें सौर ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, आरटीजी दूरस्थ और कठोर वातावरण के लिए विस्तारित अवधि के लिए आदर्श होते हैं, और क्योंकि उनके पास चलने वाले हिस्से नहीं होते हैं, इसलिए पुर्जों के खराब होने या खराब होने का कोई हानि नहीं होता है।
इतिहास
238पुओ2 जैसा कि कैसिनी अंतरिक्ष यान और गैलीलियो अंतरिक्ष यान मिशनों के लिए आरटीजी में उपयोग किया जाता है। ग्रेफाइट कंबल के नीचे कई मिनट तक गोली को इंसुलेट करने और फिर कंबल को हटाने के बाद यह तस्वीर ली गई थी। गोली गरमागरम है क्योंकि रेडियोधर्मी क्षय (मुख्य रूप से α) द्वारा उत्पन्न गर्मी। प्रारंभिक उत्पादन 62 वाट है।
आरटीजी का आविष्कार 1954 में माउंड प्रयोगशालाओं के वैज्ञानिकों केनेथ (केन्या) सी. जॉर्डन (1921-2008) और जॉन बर्डेन (1918-2011) द्वारा किया गया था।[1][2] उन्हें 2013 में नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ फ़ेम में सम्मलित किया गया था।[3][4] जॉर्डन और बर्डेन ने 1 जनवरी 1957 से प्रारंभ होने वाले आर्मी सिग्नल कॉर्प्स अनुबंध (R-65-8-998 11-SC-03-91) पर काम किया, जो रेडियोधर्मी सामग्री और गर्मी के सीधे विद्युत ऊर्जा में रूपांतरण के लिए उपयुक्त थर्मोक्यूल्स पर शोध करने के लिए था। ताप स्रोत के रूप में पोलोनियम -210 का उपयोग करना। संयुक्त राज्य परमाणु ऊर्जा आयोग के साथ अनुबंध के अनुसार मियामीसबर्ग, ओहियो में माउंड प्रयोगशालाओं द्वारा 1950 के दशक के अंत में अमेरिका में आरटीजी विकसित किए गए थे। इस परियोजना का नेतृत्व डॉ. बर्ट्रम सी. ब्लैंके ने किया था।[5]
संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा अंतरिक्ष में लॉन्च किया गया पहला आरटीजी 1961 में नेवी ट्रांजिट (उपग्रह) पर सवार 96 ग्राम प्लूटोनियम -238 धातु द्वारा संचालित परमाणु सहायक शक्ति के लिए सिस्टम था। आरटीजी के पहले स्थलीय उपयोगों में से 1966 में अमेरिकी नौसेना द्वारा अलास्का में निर्जन फेयरवे रॉक रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर में किया गया था। 1995 तक उस साइट पर आरटीजी का उपयोग किया जाता था।
एक सामान्य आरटीजी एप्लिकेशन अंतरिक्ष यान बिजली की आपूर्ति है। न्यूक्लियर ऑक्सिलरी पावर (एसएनऐपी) इकाइयों के लिए सिस्टम का उपयोग उन जांचों के लिए किया गया था जो सूर्य से फोटोवोल्टिक मॉड्यूल को अव्यावहारिक बनाने के लिए दूर तक जाती थीं। इस प्रकार, पायनियर 10, पायनियर 11, वोयाजर 1, वोयाजर 2, गैलीलियो जांच, यूलिसिस जांच, कैसिनी-ह्यूजेन्स, नए क्षितिज , और मंगल विज्ञान प्रयोगशाला पावर स्रोत के साथ उनका उपयोग किया गया था। आरटीजी का उपयोग दो वाइकिंग प्रोग्राम लैंडर्स और अपोलो 17 (एसएनएपी 27) के माध्यम से अपोलो 12 के चालक दल द्वारा चंद्रमा पर छोड़े गए वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए किया गया था। चूंकि अपोलो 13 अंतरिक्ष यान स्थान चंद्रमा लैंडिंग निरस्त कर दिया गया था, इसकी आरटीजी टोंगा ट्रेंच के आसपास प्रशांत महासागर में स्थित है।[6] आरटीजी का उपयोग निम्बस कार्यक्रम, ट्रांजिट (उपग्रह) और लिंकन प्रायोगिक उपग्रह उपग्रहों के लिए भी किया गया था। तुलनात्मक रूप से, पूर्ण विकसित परमाणु रिएक्टरों का उपयोग करके मात्र कुछ ही अंतरिक्ष यान लॉन्च किए गए हैं: सोवियत यूएस-ए श्रृंखला और अमेरिकी एसएनएपी-10ए।
अंतरिक्ष यान के अतिरिक्त, सोवियत संघ ने 1007 आरटीजी बनाए[7]1980 के दशक के अंत तक रूस के आर्कटिक तट पर बिना चालक दल के प्रकाशस्तंभों और नेविगेशन बीकन को शक्ति देना।[7][8] सोवियत संघ में विभिन्न प्रकार के उद्देश्यों के लिए कई भिन्न-भिन्न प्रकार के आरटीजी (बीटा-एम प्रकार सहित) बनाए गए थे। सोवियत संघ के विघटन के बाद कई सालों तक प्रकाशस्तंभों का रखरखाव नहीं किया गया था। इस समय के समय कुछ आरटीजी इकाइयां गायब हो गईं- या तो लूटपाट या बर्फ/तूफान/समुद्र की प्राकृतिक ताकतों द्वारा।[7] 1996 में, रूस की सरकार और अंतर्राष्ट्रीय समर्थकों द्वारा प्रकाशस्तंभों में आरटीजी को बंद करने के लिए परियोजना प्रारंभ की गई थी, और 2021 तक, सभी आरटीजी अब हटा दिए गए हैं।[7]
1992 तक, संयुक्त राज्य वायु सेना ने दूरस्थ रूप से स्थित आर्कटिक उपकरणों को बिजली देने के लिए आरटीजीs का भी उपयोग किया, और अमेरिकी सरकार ने विश्व स्तर पर दूरस्थ स्टेशनों को बिजली देने के लिए ऐसी सैकड़ों इकाइयों का उपयोग किया है। अलास्का एयर कमांड लॉन्ग रेंज रडार (एलआरआर) साइट्स के लिए सेंसिंग स्टेशन टॉप-आरओसीसी और एसइइके ईजीएलओओ रडार सिस्टम, जो मुख्य रूप से अलास्का में स्थित हैं, आरटीजीs का उपयोग करते हैं। इकाइयां स्ट्रोंटियम -90 का उपयोग करती हैं, और ऐसी इकाइयों की बड़ी संख्या सार्वजनिक रूप से अंतरिक्ष यान की तुलना में जमीन और समुद्र तल पर नियत की गई है। विनियामक प्राधिकरण दस्तावेजों से पता चलता है कि अमेरिका ने 1970 और 1980 के दशक के समय कम से कम 100-150 नियत किए थे।[9]
अतीत में, छोटी प्लूटोनियम कोशिकाएं (बहुत छोटी 238पीयू-संचालित आरटीजी) का उपयोग बहुत लंबी बैटरी लाइफ सुनिश्चित करने के लिए प्रत्यारोपित कृत्रिम पेसमेकर में किया गया था।[10] 2004 तक, लगभग नब्बे अभी भी उपयोग में थे। 2007 के अंत तक, यह संख्या घटकर मात्र नौ रह जाने की सूचना मिली थी।[11] माउंड लेबोरेटरी कार्डिएक पेसमेकर कार्यक्रम 1 जून 1966 को एनयूएमइसी के संयोजन में प्रारंभ हुआ।[12] जब यह माना गया कि दाह संस्कार के समय ऊष्मा स्रोत अक्षुण्ण नहीं रहेगा, तो कार्यक्रम को 1972 में रद्द कर दिया गया क्योंकि यह सुनिश्चित करने का कोई विधि ,विधियों नहीं था कि इकाइयों का उनके उपयोगकर्ताओं के शरीर के साथ अंतिम संस्कार नहीं किया जाएगा।
डिजाइन
आरटीजी का डिज़ाइन परमाणु प्रौद्योगिकी के मानकों से सरल है: मुख्य घटक रेडियोधर्मी सामग्री (ईंधन) का मजबूत कंटेनर है। थर्मोकपल को कंटेनर की दीवारों में रखा जाता है, प्रत्येक थर्मोकपल के बाहरी सिरे को ताप सिंक से जोड़ा जाता है। ईंधन के रेडियोधर्मी क्षय से ऊष्मा उत्पन्न होती है। यह ईंधन और हीट सिंक के बीच तापमान का अंतर है जो थर्मोक्यूल्स को बिजली उत्पन्न करने की अनुमति देता है।
एक थर्मोकपल थर्मोइलेक्ट्रिकिटी डिवाइस है जो पेल्टियर-सीबेक प्रभाव का उपयोग करके थर्मल ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। यह दो प्रकार की धातु या अर्धचालक सामग्री से बना होता है। यदि वे बंद लूप में दूसरे से जुड़े हुए हैं और दो जंक्शन भिन्न-भिन्न तापमान पर हैं, तो लूप में विद्युत धारा प्रवाहित होगी। उच्च वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए सामान्यतः बड़ी संख्या में थर्मोक्यूल्स श्रृंखला में जुड़े होते हैं।
ईंधन
<गैलरी मोड = पैक्ड हाइट्स = 180 पीएक्स स्टाइल = टेक्स्ट-एलाइन: लेफ्ट> File:आरटीजी radiation measurement.jpg|लॉन्च से पहले कैसिनी-ह्यूजेंस आरटीजी का निरीक्षण File:New Horizons 1.jpg|असेंबली हॉल में नए क्षितिज </गैलरी>
आइसोटोप के चयन के लिए मानदंड
आरटीजी में उपयोग की जाने वाली रेडियोधर्मी सामग्री में कई विशेषताएं होनी चाहिए:[13]
- इसका आधा जीवन इतना लंबा होना चाहिए कि यह उचित समय के लिए अपेक्षाकृत स्थिर दर पर ऊर्जा जारी करे। दी गई मात्रा के प्रति समय (शक्ति (भौतिकी)) जारी ऊर्जा की मात्रा अर्ध-जीवन के व्युत्क्रमानुपाती होती है। आधे जीवन के साथ आइसोटोप और प्रति क्षय समान ऊर्जा प्रति मोल (यूनिट) आधे दर पर शक्ति जारी करेगी। आरटीजी में उपयोग किए जाने वाले रेडियो आइसोटोप के लिए विशिष्ट आधा जीवन इसलिए कई दशक हैं, चूंकि विशेष अनुप्रयोगों के लिए छोटे आधे जीवन वाले आइसोटोप का उपयोग किया जा सकता है।
- स्पेसफ्लाइट उपयोग के लिए, ईंधन को प्रति द्रव्यमान और आयतन (घनत्व) में बड़ी मात्रा में बिजली का उत्पादन करना चाहिए। स्थलीय उपयोग के लिए घनत्व और वजन उतना महत्वपूर्ण नहीं है, जब तक कि बनावट प्रतिबंध न हों। क्षय ऊर्जा की गणना की जा सकती है यदि रेडियोधर्मी विकिरण की ऊर्जा या रेडियोधर्मी क्षय से पहले और पश्चात द्रव्यमान हानि ज्ञात हो। प्रति क्षय ऊर्जा रिलीज प्रति मोल (यूनिट) बिजली उत्पादन के समानुपाती होती है। अल्फा क्षय सामान्य रूप से स्ट्रोंटियम -90 या सीज़ियम -137 के बीटा क्षय के रूप में लगभग दस गुना अधिक ऊर्जा जारी करता है।
- विकिरण प्रकार का होना चाहिए जो आसानी से अवशोषित हो जाए और थर्मल विकिरण में परिवर्तित हो जाए, अधिमानतः अल्फा कण। बीटा कण अधिक गामा विकिरण/एक्स-रे | एक्स-रे विकिरण का उत्सर्जन ब्रेकिंग विकिरण माध्यमिक विकिरण उत्पादन के माध्यम से कर सकते हैं और इसलिए भारी परिरक्षण की आवश्यकता होती है। आइसोटोप को अन्य क्षय मोड या क्षय श्रृंखला उत्पादों के माध्यम से महत्वपूर्ण मात्रा में गामा, न्यूट्रॉन विकिरण या मर्मज्ञ विकिरण का उत्पादन नहीं करना चाहिए।[5]
पहले दो मापदंड संभावित ईंधन की संख्या को तीस से कम परमाणु समस्थानिकों तक सीमित करते हैं[13] न्यूक्लाइड्स की पूरी तालिका के भीतर।
प्लूटोनियम -238, अदालत | क्यूरियम -244, स्ट्रोंटियम -90, और आजकल अमेरिकियम-241 -241 सबसे अधिक उद्धृत अपेक्षावार समस्थानिक हैं, लेकिन 1950 के दशक की शुरुआत में लगभग 1300 में से 43 और समस्थानिकों पर विचार किया गया था।[5]
नीचे दी गई तालिका आवश्यक रूप से शुद्ध सामग्री के लिए नहीं अपितु रासायनिक रूप से निष्क्रिय रूप के लिए शक्ति घनत्व देती है। एक्टिनाइड्स के लिए यह थोड़ी चिंता का विषय है क्योंकि उनके ऑक्साइड सामान्यतः पर्याप्त रूप से निष्क्रिय होते हैं (और उनकी स्थिरता को और बढ़ाते हुए सिरेमिक में परिवर्तित हो सकते हैं), लेकिन क्रमशः क्षार धातुओं और क्षारीय पृथ्वी धातुओं जैसे सीज़ियम या स्ट्रोंटियम के लिए अपेक्षाकृत जटिल (और भारी) रासायनिक यौगिक होते हैं। उपयोग किया जाएगा। उदाहरण के लिए, स्ट्रोंटियम का सामान्यतः आरटीजी में स्ट्रोंटियम टाइटेनेट के रूप में उपयोग किया जाता है, जो दाढ़ द्रव्यमान को लगभग 2 के कारक से बढ़ाता है। इसके अतिरिक्त, स्रोत के आधार पर, समस्थानिक शुद्धता प्राप्त करने योग्य नहीं हो सकती है। खर्च किए गए परमाणु ईंधन से निकाले गए प्लूटोनियम में पीयू -238 का कम भाग होता है, इसलिए आरटीजी में उपयोग के लिए प्लूटोनियम -238 सामान्यतः नेप्टुनियम -237 के न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा उद्देश्य से बनाया जाता है, जिससे लागत बढ़ जाती है। विखंडन उत्पादों में सीज़ियम लगभग समान भाग Cs-135 और Cs-137 है, साथ ही महत्वपूर्ण मात्रा में स्थिर Cs-133 और - युवा खर्च किए गए ईंधन में - अल्पकालिक Cs-134 यदि आइसोटोप पृथक्करण, महंगी और समय लेने वाली प्रक्रिया से बचना है, तो इसे भी ध्यान में रखना होगा। जबकि ऐतिहासिक रूप से आरटीजी अपेक्षाकृत छोटे रहे हैं, सैद्धांतिक रूप से आरटीजी को मेगावाट तक पहुंचने से रोकने के लिए कुछ भी नहीं हैthermal शक्ति की सीमा। चूंकि, ऐसे अनुप्रयोगों के लिए एक्टिनाइड्स लाइटर रेडियोआइसोटोप की तुलना में कम उपयुक्त होते हैं क्योंकि महत्वपूर्ण द्रव्यमान (परमाणु भौतिकी) इतनी मात्रा में बिजली का उत्पादन करने के लिए आवश्यक द्रव्यमान के नीचे परिमाण का आदेश है। एसआर-90, Cs-137 और अन्य लाइटर रेडियोन्यूक्लाइड्स किसी भी परिस्थिति में परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए नहीं रख सकते हैं, यदि पर्याप्त सामग्री का उत्पादन किया जा सकता है तो मनमाना बनावट और शक्ति के आरटीजी को उनसे इकट्ठा किया जा सकता है। सामान्यतः, चूंकि, ऐसे बड़े पैमाने के आरटीजी के लिए संभावित अनुप्रयोग छोटे मॉड्यूलर रिएक्टर, माइक्रोरिएक्टर या गैर-परमाणु ऊर्जा स्रोतों के डोमेन हैं।
| Material | Shielding requirement | पीओwer density (W/g) | Half-life (years) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 238Pu | Low | 0.54 | 87.7 | ||
| 90एसआर | High | 0.46 | |||
| 210पीओ | Low | 140 | 0.378 | ||
| 241ऐएम | Medium | 0.114 | 432 | ||
238पीयू
प्लूटोनियम -238 का आधा जीवन 87.7 वर्ष है, उचित शक्ति घनत्व 0.57 वाट प्रति ग्राम है,[14] और असाधारण रूप से निम्न गामा और न्यूट्रॉन विकिरण स्तर। 238पीयू सीसा परिरक्षण आवश्यकताएं सबसे कम हैं। मात्र तीन अपेक्षावार समस्थानिक अंतिम मानदंड को पूरा करते हैं (सभी ऊपर सूचीबद्ध नहीं हैं) और विकिरण को अवरुद्ध करने के लिए 25 मिमी से कम सीसे के परिरक्षण की आवश्यकता होती है। 238पीयू (इन तीनों में से सर्वश्रेष्ठ) को 2.5 मिमी से कम की आवश्यकता होती है, और कई स्थितियों में, किसी परिरक्षण की आवश्यकता नहीं होती है 238पीयू आरटीजी, क्योंकि केसिंग ही पर्याप्त है। 238पीयू प्लूटोनियम (IV) ऑक्साइड (PuO) के रूप में आरटीजी के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला ईंधन बन गया है।2).
चूंकि, प्लूटोनियम (चतुर्थ) ऑक्साइड ऑक्सीजन की प्राकृतिक बहुतायत युक्त ~2.3x10 की दर से न्यूट्रॉन का उत्सर्जन करता है3 n/sec/g प्लूटोनियम-238 का। प्लूटोनियम-238 धातु के न्यूट्रॉन उत्सर्जन दर की तुलना में यह उत्सर्जन दर अपेक्षाकृत अधिक है। बिना किसी प्रकाश तत्व की अशुद्धियों वाली धातु ~2.8x103 n/sec/g प्लूटोनियम-238 का। ये न्यूट्रॉन प्लूटोनियम-238 के स्वतःस्फूर्त विखंडन से उत्पन्न होते हैं।
धातु और ऑक्साइड की उत्सर्जन दरों में अंतर मुख्य रूप से ऑक्साइड में उपलब्ध ऑक्सीजन-18 और ऑक्सीजन-17 के साथ अल्फा, न्यूट्रॉन प्रतिक्रिया के कारण होता है। प्राकृतिक रूप में उपस्थित ऑक्सीजन-18 की सामान्य मात्रा 0.204% होती है जबकि ऑक्सीजन-17 की सामान्य मात्रा 0.037% होती है। प्लूटोनियम डाइऑक्साइड में उपलब्ध ऑक्सीजन-17 और ऑक्सीजन-18 की कमी से ऑक्साइड के लिए बहुत कम न्यूट्रॉन उत्सर्जन दर होगी; यह गैस चरण द्वारा पूरा किया जा सकता है 16ओ2 विनिमय विधि। के नियमित उत्पादन बैच 238पीयूओ2 हाइड्रॉक्साइड के रूप में अवक्षेपित कणों का उपयोग यह दिखाने के लिए किया गया था कि बड़े उत्पादन बैच प्रभावी ढंग से हो सकते हैं 16ओ2-नियमित रूप से आदान-प्रदान किया जाता है। उच्च निकाल दिया 238पीयूओ2 माइक्रोस्फीयर सफल रहे 16ओ2-exchanged दिखा रहा है कि एक्सचेंज के पिछले ताप उपचार इतिहास की परवाह किए बिना एक्सचेंज होगा 238पीयूओ2.[15] यह पीयूओ के न्यूट्रॉन उत्सर्जन दर को कम करता है2 1966 में माउंड प्रयोगशाला में कार्डियक पेसमेकर अनुसंधान के समय पांच के कारक द्वारा सामान्य ऑक्सीजन की खोज की गई थी, जो कि 1960 में प्रारंभ होने वाले स्थिर समस्थानिकों के उत्पादन के साथ माउंड प्रयोगशाला के अनुभव के कारण था। बड़े ताप स्रोतों के उत्पादन के लिए आवश्यक परिरक्षण होगा इस प्रक्रिया के बिना निषेधात्मक रहा है।[16]
इस खंड में चर्चा किए गए अन्य तीन समस्थानिकों के विपरीत, 238पीयू विशेष रूप से संश्लेषित होना चाहिए और परमाणु अपशिष्ट उत्पाद के रूप में प्रचुर मात्रा में नहीं है। वर्तमान में मात्र रूस ने उच्च मात्रा में उत्पादन बनाए रखा है, जबकि अमेरिका में इससे अधिक नहीं है 50 g (1.8 oz) का कुल उत्पादन 2013 और 2018 के बीच हुआ था।[17] अमेरिकी एजेंसियों की दर से सामग्री का उत्पादन प्रारंभ करने की इच्छा सम्मलित है 300 to 400 grams (11 to 14 oz) प्रति वर्ष। यदि इस योजना को वित्त पोषित किया जाता है, तो औसत उत्पादन करने के लिए स्वचालन और स्केल-अप प्रक्रियाओं को स्थापित करने का लक्ष्य होगा 1.5 kg (3.3 lb) प्रति वर्ष 2025 तक।[18][17]
90एसआर
स्ट्रोंटियम-90 का उपयोग सोवियत संघ द्वारा स्थलीय आरटीजी में किया गया है। 90एसआर का क्षय β उत्सर्जन से होता है, साधारण γ उत्सर्जन के साथ जबकि 28.8 साल की इसकी हाफ लाइफ इससे अधिक कम है 238पीयू, इसमें 0.46 वाट प्रति ग्राम के शक्ति घनत्व के साथ कम क्षय ऊर्जा भी होती है।[19] क्योंकि ऊर्जा उत्पादन कम होता है, यह तुलना में कम तापमान तक पहुँचता है 238पीयू, जिसके परिणामस्वरूप आरटीजी दक्षता कम होती है। 90एसआर में दोनों के विखंडन में उच्च विखंडन उत्पाद उपज है यू
235 और पीयू
239 और इस प्रकार खर्च किए गए परमाणु ईंधन से निकाले जाने पर अपेक्षाकृत कम कीमत पर बड़ी मात्रा में उपलब्ध है।[19]
जैसा 90
Sr बहुत ही प्रतिक्रियाशील क्षारीय पृथ्वी धातु है और तथाकथित हड्डी साधक है जो कैल्शियम की रासायनिक समानता के कारण हड्डी-ऊतकों में जमा होता है (हड्डियों में बार यह अस्थि मज्जा को अधिक हानि पहुंचा सकता है, तेजी से विभाजित ऊतक), यह सामान्यतः होता है आरटीजी में शुद्ध रूप में कार्यरत नहीं हैं। सबसे आम रूप पेरोसाइट (संरचना) स्ट्रोंटियम टाइटेनेट (एसआरटीआईओ3) जो रासायनिक रूप से निकट-अक्रिय है और इसका उच्च गलनांक है। जबकि 5.5 की इसकी मोह कठोरता ने इसे हीरे के अनुकरण के रूप में अनुपयुक्त बना दिया है, यह धूल के बहुत अच्छे विस्तार के बिना इसके परिरक्षण से आकस्मिक रिलीज के कुछ रूपों का सामना करने के लिए पर्याप्त कठोरता है। एसआरटीआईओ का उपयोग करने का नकारात्मक पक्ष3 देशी धातु के अतिरिक्त यह है कि इसके उत्पादन के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह टीआईओ के रूप में बिजली घनत्व को भी कम करता है3 सामग्री का भाग किसी भी क्षय गर्मी का उत्पादन नहीं करता है। ऑक्साइड या देशी धातु से प्रारंभ होकर, एसआरटीआईओ प्राप्त करने का मार्ग3 इसे जलीय घोल में स्ट्रोंटियम हाइड्रॉक्साइड में बदलने देना है, जो कम घुलनशील स्ट्रोंटियम कार्बोनेट बनने के लिए हवा से कार्बन डाईऑक्साइड को अवशोषित करता है। उच्च तापमान पर टाइटेनियम डाइऑक्साइड के साथ स्ट्रोंटियम कार्बोनेट की प्रतिक्रिया वांछित स्ट्रोंटियम टाइटेनेट प्लस कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करती है। यदि वांछित है, तो स्ट्रोंटियम टाइटेनेट उत्पाद को सिंटरिंग के माध्यम से सिरेमिक-जैसे समुच्चय में बनाया जा सकता है।
210पीओ
कुछ प्रोटोटाइप आरटीजी, जिन्हें पहली बार 1958 में अमेरिकी परमाणु ऊर्जा आयोग द्वारा बनाया गया था, ने पोलोनियम-210 का उपयोग किया है। यह आइसोटोप असाधारण शक्ति घनत्व प्रदान करता है (शुद्ध 210पीओ क्षय ऊर्जा उत्सर्जित करता है|140W/g) इसकी उच्च रेडियोधर्मी क्षय#रेडियोधर्मी क्षय दर के कारण, लेकिन 138 दिनों के बहुत कम अर्ध-जीवन के कारण इसका सीमित उपयोग होता है। आधा ग्राम का नमूना 210पीओ का तापमान अधिक हो जाता है 500 °C (900 °F).[20] चूंकि पीओ-210 शुद्ध अल्फा-उत्सर्जक है और महत्वपूर्ण गामा या एक्स-रे विकिरण का उत्सर्जन नहीं करता है, पु-238 के लिए परिरक्षण आवश्यकताएं भी कम हैं। जबकि छोटा आधा जीवन उस समय को भी कम कर देता है जिसके समय पर्यावरण के लिए आकस्मिक रिलीज चिंता का विषय है, पोलोनियम-210 बेहद रेडियोटॉक्सिक है यदि इसे लिया जाता है और रासायनिक रूप से निष्क्रिय रूपों में भी महत्वपूर्ण हानि पहुंचा सकता है, जो विदेशी वस्तु के रूप में पाचन तंत्र से गुजरते हैं। . उत्पादन का सामान्य मार्ग (चाहे आकस्मिक या जानबूझकर) का न्यूट्रॉन विकिरण है बीआई
209, विस्मुट का एकमात्र स्वाभाविक रूप से होने वाला आइसोटोप। यह आकस्मिक उत्पादन है जिसे तरल धातु रिएक्टरों में शीतलक के रूप में सीसा-बिस्मथ यूटेक्टिक के उपयोग के विरुद्ध तर्क के रूप में उद्धृत किया गया है। चूंकि, यदि पोलोनियम-210 की पर्याप्त मांग उपलब्ध है, तो इसका निष्कर्षण उतना ही सार्थक हो सकता है, जितना कि अफ़ीम में भारी जल मॉडरेटर से ट्रिटियम को आर्थिक रूप से पीयूनर्प्राप्त किया जाता है।
241हूँ
ऐएमericium-241 की तुलना में बहुत अधिक उपलब्धता वाला अपेक्षावार आइसोटोप है 238पीयू. यद्यपि 241ऐम की अर्द्ध-आयु 432 वर्ष है जो कि इससे अधिक है 238पीयू और काल्पनिक रूप से सदियों तक उपकरण को शक्ति प्रदान कर सकता है, 10 से अधिक वर्षों के मिशन 2019 तक शोध का विषय नहीं हैं।[21] का शक्ति घनत्व 241 ऐएम मात्र 1/4 है, 238पीयू, और 241ऐएम क्षय श्रृंखला उत्पादों की तुलना में अधिक मर्मज्ञ विकिरण उत्पन्न करता है 238Pu और अधिक सुरक्षा की आवश्यकता है। आरटीजी में इसकी परिरक्षण आवश्यकताएं तीसरी सबसे कम हैं: मात्र 238पीयू और 210पीओ को कम चाहिए। वर्तमान वैश्विक कमी के साथ[22] 238पीयू, 241ऐएम का ईएसए द्वारा आरटीजी ईंधन के रूप में अध्ययन किया जा रहा है[21][23] और 2019 में, यूके की राष्ट्रीय परमाणु प्रयोगशाला ने प्रयोग करने योग्य बिजली के उत्पादन की घोषणा की।[24] फायदा खत्म 238पीयू यह है कि यह परमाणु कचरे के रूप में उत्पन्न होता है और लगभग समस्थानिक रूप से शुद्ध होता है। के प्रोटोटाइप डिजाइन 241एम आरटीजी 2-2.2 वाट की अपेक्षा करते हैंe/ किग्रा 5–50 वाट के लिएe आरटीजीs डिजाइन लेकिन व्यावहारिक परीक्षण से पता चलता है कि मात्र 1.3-1.9 We प्राप्त किया जा सकता है।[21]ऐएमericium-241 वर्तमान में घरेलू स्मोक डिटेक्टरों में कम मात्रा में उपयोग किया जाता है और इस प्रकार इसकी हैंडलिंग और गुण मिसाल हैं। चूंकि, यह एक्टिनाइड्स के बीच नेप्टुनियम -237 को सबसे अधिक रासायनिक रूप से मोबाइल बनाता है।
===250से.मी.
कोर्ट -250 सबसे छोटा ट्रांसयूरानिक आइसोटोप है जो मुख्य रूप से सहज विखंडन द्वारा क्षय होता है, ऐसी प्रक्रिया जो अल्फा क्षय की तुलना में कई गुना अधिक ऊर्जा जारी करती है। प्लूटोनियम -238 की तुलना में, क्यूरियम -250 लगभग चौथाई शक्ति घनत्व प्रदान करता है, लेकिन 100 गुना आधा जीवन (~87 बनाम ~9000)। चूंकि यह न्यूट्रॉन उत्सर्जक है (कैलिफ़ोर्निया -252 -252 से कमजोर लेकिन पूरी प्रकार से नगण्य नहीं) कुछ अनुप्रयोगों को न्यूट्रॉन विकिरण के विरुद्ध और परिरक्षण की आवश्यकता होती है। लीड के रूप में, जो गामा किरणों और बीटा रे प्रेरित ब्रम्सस्ट्रालुंग के विरुद्ध उत्कृष्ट परिरक्षण सामग्री है, अच्छा न्यूट्रॉन शील्ड नहीं है (अतिरिक्त उनमें से अधिकांश न्यूट्रॉन परावर्तक), भिन्न परिरक्षण सामग्री को उन अनुप्रयोगों में जोड़ना होगा जहां न्यूट्रॉन चिंता का विषय है।
जीवन काल
ज्यादातर आरटीजी उपयोग करते हैं 238Pu, जो 87.7 वर्षों की अर्द्ध-आयु के साथ क्षय होता है। इस सामग्री का उपयोग करने वाले आरटीजी इसलिए बिजली उत्पादन में 1 - (1/2) के कारक से कम हो जाएंगे1/87.7, जो प्रति वर्ष 0.787% है।
एक उदाहरण MHW-आरटीजी है जिसका उपयोग वायेजर यान द्वारा किया जाता है। उत्पादन के 23 साल बाद वर्ष 2000 में, आरटीजी के अंदर रेडियोधर्मी सामग्री की शक्ति में 16.6% की कमी आई थी, अर्थात इसके प्रारंभिक उत्पादन का 83.4% प्रदान करना; 470 W की क्षमता से प्रारंभ होकर, इस समयावधि के बाद इसकी क्षमता मात्र 392 W होगी। वायेजर आरटीजीs में बिजली की संबंधित हानि थर्मल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले द्वि-धात्विक थर्मोक्यूल्स के अपमानजनक गुण हैं।; आरटीजी अनुमानित 83.4% के अतिरिक्त अपनी कुल मूल क्षमता के लगभग 67% पर काम कर रहे थे। 2001 की शुरुआत तक, Voyager आरटीजी द्वारा उत्पन्न बिजली Voyager 1 के लिए 315W और Voyager 2 के लिए 319W तक गिर गई थी।[25]
मल्टी-मिशन रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर
नासा ने मल्टी-मिशन रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (एमएमआरटीजी) विकसित किया है जिसमें थर्माकोपल्स कोबाल्ट आर्सेनाइड खनिज (सीओएएस) स्कटरडाइट से बने होंगे।3), जो वर्तमान टेल्यूरियम-आधारित डिज़ाइनों की तुलना में कम तापमान अंतर के साथ कार्य कर सकता है। इसका मतलब यह होगा कि अन्यथा समान आरटीजी मिशन की शुरुआत में 25% अधिक बिजली उत्पन्न करेगा और सत्रह वर्षों के बाद कम से कम 50% अधिक। नासा अगले न्यू फ्रंटियर्स प्रोग्राम मिशन पर डिजाइन का उपयोग करने की अपेक्षा करता है।[26]
सुरक्षा
आरटीजी में उपयोग किए जाने वाले सामान्य प्रयोजन ताप स्रोत मॉड्यूल के स्टैक का आरेख
चोरी
आरटीजी में निहित रेडियोधर्मी सामग्री खतरनाक हैं और यहां तक कि दुर्भावनापूर्ण उद्देश्यों के लिए भी इसका उपयोग किया जा सकता है। वे वास्तविक परमाणु हथियार के लिए कठिनाई से उपयोगी हैं, लेकिन फिर भी डर्टी बम में काम कर सकते हैं # डर्टी बम के लिए सामग्री का निर्माण और प्राप्त करना। सोवियत संघ ने स्ट्रोंटियम-90 (का उपयोग करके आरटीजी द्वारा संचालित कई बिना क्रू वाले लाइटहाउस और नेविगेशन बीकन का निर्माण किया।90वरिष्ठ)। वे बहुत विश्वसनीय हैं और शक्ति का स्थिर स्रोत प्रदान करते हैं। अधिकांश के पास कोई सुरक्षा नहीं है, बाड़ या चेतावनी के संकेत भी नहीं हैं, और इनमें से कुछ सुविधाओं के स्थान खराब रिकॉर्ड रखने के कारण अब ज्ञात नहीं हैं। उदाहरण में, चोर द्वारा रेडियोधर्मी डिब्बों को खोल दिया गया था।[8]एक अन्य स्थिति में, जॉर्जिया (देश) में तीन लकड़हारे|तसालेंदझिखा क्षेत्र, जॉर्जिया में दो सिरेमिक आरटीजी अनाथ स्रोत पाए गए जिन्हें उनके परिरक्षण से हटा दिया गया था; दो लकड़हारों को पश्चात उनकी पीठ पर स्रोतों को ले जाने के बाद गंभीर विकिरण जलन के साथ अस्पताल में भर्ती कराया गया। इकाइयों को अंततः पुनर्प्राप्त और भिन्न कर दिया गया।[27] रूस में लगभग 1,000 ऐसे आरटीजी हैं, जिनमें से सभी दस वर्षों के अपने डिज़ाइन किए गए परिचालन जीवन को पार कर चुके हैं। इनमें से अधिकांश आरटीजी संभवतः अब कार्य नहीं करते हैं, और इन्हें नष्ट करने की आवश्यकता हो सकती है। रेडियोधर्मी संदूषण के हानि के अतिरिक्त धातु के शिकारियों द्वारा उनके कुछ धातु आवरणों को छीन लिया गया है।[28] रेडियोधर्मी सामग्री को निष्क्रिय रूप में बदलने से विकिरण के खतरे से अनजान लोगों द्वारा चोरी का खतरा कम हो जाता है (जैसे कि परित्यक्त Cs-137 स्रोत में Goiânia दुर्घटना में हुआ जहां सीज़ियम आसानी से पानी में घुलनशील था सीज़ियम क्लोराइड फॉर्म)। चूंकि, पर्याप्त रूप से रासायनिक रूप से कुशल दुर्भावनापूर्ण अभिनेता निष्क्रिय सामग्री से अस्थिर प्रजातियों को निकाल सकता है और/या निष्क्रिय मैट्रिक्स को ठीक धूल में भौतिक रूप से पीसकर विस्तार के समान प्रभाव को प्राप्त कर सकता है।
रेडियोधर्मी संदूषण
आरटीजी रेडियोधर्मी संदूषण का खतरा उत्पन्न करते हैं: यदि ईंधन रखने वाले कंटेनर में रिसाव होता है, तो रेडियोधर्मी सामग्री पर्यावरण को दूषित कर सकती है।
अंतरिक्ष यान के लिए, मुख्य चिंता यह है कि यदि लॉन्च के समय या पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष यान के बाद के मार्ग में कोई दुर्घटना होती है, तो हानिकारक सामग्री वातावरण में छोड़ी जा सकती है; इसलिए अंतरिक्ष यान और अन्य जगहों पर उनके उपयोग ने विवाद को आकर्षित किया है।[29][30]
चूंकि, इस घटना को वर्तमान आरटीजी पीपा डिजाइनों के साथ संभावित नहीं माना जाता है। उदाहरण के लिए, 1997 में प्रारंभ की गई कैसिनी-ह्यूजेंस जांच के लिए पर्यावरणीय प्रभाव अध्ययन ने मिशन में विभिन्न चरणों में संदूषण दुर्घटनाओं की संभावना का अनुमान लगाया। प्रक्षेपण के बाद पहले 3.5 मिनट के समय या अधिक तीन आरटीजी (या इसकी 129 रेडियोआइसोटोप हीटर इकाई से) से रेडियोधर्मी रिलीज होने वाली दुर्घटना की संभावना 1,400 में 1 होने का अनुमान लगाया गया था; कक्षा में चढ़ाई के बाद पश्चात रिलीज़ होने की संभावना 476 में 1 थी; उसके बाद आकस्मिक रिलीज की संभावना तेजी से गिरकर मिलियन में 1 से भी कम हो गई।[31] यदि कोई दुर्घटना जिसमें संदूषण उत्पन्न करने की क्षमता थी, प्रक्षेपण चरणों के समय हुई (जैसे कि अंतरिक्ष यान कक्षा में पहुंचने में विफल), वास्तव में आरटीजी के कारण संदूषण की संभावना 10 में 1 होने का अनुमान लगाया गया था।[32] प्रक्षेपण सफल रहा और कैसिनी-ह्यूजेंस शनि ग्रह पर पहुंच गया।
रेडियोधर्मी सामग्री के जारी होने के हानि को कम करने के लिए, ईंधन को भिन्न-भिन्न मॉड्यूलर इकाइयों में अपने स्वयं के ताप परिरक्षण के साथ संग्रहित किया जाता है। वे इरिडियम धातु की परत से घिरे हुए हैं और उच्च शक्ति वाले ग्रेफाइट ब्लॉकों में घिरे हुए हैं। ये दो सामग्रियां संक्षारण- और गर्मी प्रतिरोधी हैं। ग्रेफाइट ब्लॉकों के चारों ओर एरोशेल है, जिसे पृथ्वी के वायुमंडल में फिर से प्रवेश करने की गर्मी से पूरे विधानसभा को बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्लूटोनियम ईंधन को सिरेमिक रूप में भी संग्रहीत किया जाता है जो गर्मी प्रतिरोधी होता है, वाष्पीकरण और एरोसोलाइजेशन के हानि को कम करता है। सिरेमिक भी अत्यधिक घुलनशीलता है।
इन आरटीजी में उपयोग किए गए प्लूटोनियम-238 का आधा जीवन 87.74 साल है, जबकि परमाणु हथियारों और परमाणु रिएक्टर में उपयोग होने वाले प्लूटोनियम -239 का आधा जीवन 24,110 साल का होता है। कम अर्ध-आयु का परिणाम यह है कि प्लूटोनियम-238, प्लूटोनियम-239 (अर्थात 17.3 curies (640 GBq)/ग्राम की तुलना में 0.063 curies (2.3 GBq)/जी[33])। उदाहरण के लिए, 3.6 किलोग्राम प्लूटोनियम-238 प्रति सेकंड उतनी ही संख्या में रेडियोधर्मी क्षय से गुज़रता है जितना 1 टन प्लूटोनियम-239। चूंकि अवशोषित रेडियोधर्मिता के संदर्भ में दो समस्थानिकों की रुग्णता लगभग समान है,[34] प्लूटोनियम-238, प्लूटोनियम-239 की तुलना में लगभग 275 गुना अधिक विषैला होता है।
या तो आइसोटोप द्वारा उत्सर्जित अल्फा विकिरण त्वचा में प्रवेश नहीं करेगा, लेकिन यदि प्लूटोनियम को श्वास या अंतर्ग्रहण किया जाता है तो यह आंतरिक अंगों को विकिरणित कर सकता है। विशेष रूप से हानि में कंकाल है, जिसकी सतह आइसोटोप को अवशोषित करने की संभावना है, और यकृत, जहां आइसोटोप इकट्ठा होगा और केंद्रित हो जाएगा।
आरटीजी से संबंधित विकिरण का स्थिति जॉर्जिया (देश) में लिया रेडियोलॉजिकल दुर्घटना है, दिसंबर 2001। स्ट्रोंटियम-90 आरटीजी कोर सोवियत निर्मित एंगुरी बांध के पास, बिना लेबल वाले और अनुचित तरीके से नष्ट कर दिए गए थे। पास के गांव के तीन ग्रामीण Lia अनजाने में इसके संपर्क में आ गए और घायल हो गए; उनमें से की मई 2004 में लगी चोटों से मृत्यु हो गई। अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी ने पुनर्प्राप्ति कार्यों का नेतृत्व किया और चिकित्सा देखभाल का आयोजन किया। 2022 तक 2 शेष आरटीजी कोर मिलना बाकी है।
दुर्घटनाएं
आरटीजी-संचालित अंतरिक्ष यान से जुड़े कई ज्ञात दुर्घटनाएं हुई हैं:
- 21 अप्रैल 1964 को लॉन्च विफलता जिसमें यू.एस. ट्रांजिट (उपग्रह)| ट्रांजिट-5बीएन-3 नेविगेशन उपग्रह कक्षा में पहुंचने में विफल रहा और मेडागास्कर के उत्तर में पुनः प्रवेश पर जल गया।[35] 17,000 curies (630 TBq)* प्लूटोनियम धातु ईंधन अपने सिस्टम्स न्यूक्लियर ऑक्जिलरी पावर प्रोग्राम-9ए आरटीजी में दक्षिणी गोलार्ध के ऊपर वायुमंडल में फेंक दिया गया था जहां यह जल गया था, और प्लूटोनियम -238 के निशान कुछ महीनों बाद क्षेत्र में पाए गए थे। इस घटना के परिणामस्वरूप नासा सुरक्षा समिति को भविष्य के आरटीजी लॉन्च में अक्षुण्ण पुन: प्रवेश की आवश्यकता हुई, जिसने बदले में पाइपलाइन में आरटीजी के डिजाइन को प्रभावित किया।
- निंबस बी-1 मौसम उपग्रह, जिसका प्रक्षेपण यान 21 मई 1968 को प्रक्षेपण के तुरंत बाद अनियमित प्रक्षेपवक्र के कारण जानबूझकर नष्ट कर दिया गया था। वैंडेनबर्ग एयर फ़ोर्स बेस से लॉन्च किया गया, इसका एसएनऐपी-19 आरटीजी जिसमें अपेक्षाकृत अक्रिय प्लूटोनियम डाइऑक्साइड होता है, को पांच महीने बाद सांता बारबरा चैनल में समुद्र के किनारे से बरामद किया गया था और किसी भी पर्यावरणीय संदूषण का पता नहीं चला था।[36]
- 1969 में रूस के बड़े क्षेत्र में पोलोनियम 210 का प्रसार करते हुए, पहला Lunokhod चंद्र रोवर मिशन विफल हो गया।[37]
- अप्रैल 1970 में अपोलो 13 मिशन की विफलता का मतलब था कि लुनार मॉड्युल आरटीजी ले जाने वाले वातावरण में फिर से प्रवेश कर गया और फ़िजी में जल गया। इसमें एसएनऐपी-27 आरटीजी युक्त था 44,500 Ci (1,650 TBq) लैंडर लेग पर ग्रेफाइट पीपा में प्लूटोनियम डाइऑक्साइड जो पृथ्वी के वायुमंडल में फिर से प्रवेश करने से बच गया, जैसा कि इसे करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, प्रक्षेपवक्र की व्यवस्था की जा रही है जिससे की यह टोंगा खाई में 6–9 किलोमीटर पानी में गिर जाए। प्रशांत महासागर। वायुमंडलीय और समुद्री जल के नमूने में प्लूटोनियम -238 संदूषण की अनुपस्थिति ने इस धारणा की पुष्टि की कि पीपा समुद्र तल पर निरंतर है। पीपे में कम से कम 10 अर्ध-जीवन (अर्थात् 870 वर्ष) तक ईंधन रहने की अपेक्षा है। अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने समुद्री जल परीक्षण किया है और निर्धारित किया है कि ग्रेफाइट आवरण, जिसे पुन: प्रवेश का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, स्थिर है और प्लूटोनियम की कोई रिहाई नहीं होनी चाहिए। बाद की जांच में क्षेत्र में प्राकृतिक पृष्ठभूमि विकिरण में कोई वृद्धि नहीं हुई है। अपोलो 13 दुर्घटना चरम परिदृश्य का प्रतिनिधित्व करती है क्योंकि जियोस्पेस से लौटने वाले शिल्प के उच्च पुन: प्रवेश वेगों के कारण सीआईएस-चंद्र अंतरिक्ष (पृथ्वी के वायुमंडल और चंद्रमा के बीच का क्षेत्र)। इस दुर्घटना ने बाद की पीढ़ी के आरटीजी के डिजाइन को अत्यधिक सुरक्षित के रूप में मान्य करने का काम किया है।
- मंगल 96 को 1996 में रूस द्वारा प्रक्षेपित किया गया था, लेकिन वह पृथ्वी की कक्षा को छोड़ने में विफल रहा, और कुछ घंटों बाद वातावरण में फिर से प्रवेश कर गया। दो आरटीजी जहाज पर कुल 200 ग्राम प्लूटोनियम ले गए और माना जाता है कि वे पुनः प्रवेश से बच गए क्योंकि उन्हें ऐसा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। ऐसा माना जाता है कि अब वे उत्तर-पूर्व-दक्षिण-पश्चिम में कहीं स्थित हैं, जो 320 किमी लंबे और 80 किमी चौड़े अंडाकार हैं, जो आइकिक , चिली से 32 किमी पूर्व में केंद्रित है।[38]
एक आरटीजी, एसएनऐपी 19|एसएनऐपी-19C, 1965 में भारत में नंदा देवी पर्वत की चोटी के पास खो गया था, जब इसे स्थापित करने से पहले बर्फीले तूफान के सामने पहाड़ की चोटी के पास चट्टान के रूप में संग्रहीत किया गया था। चीनी रॉकेट परीक्षण सुविधा से टेलीमेट्री एकत्र करने वाले CIA के दूरस्थ स्वचालित स्टेशन को शक्ति प्रदान करना। सात कैप्सूल संदर्भ>:फाइल:एसएनऐपी-19C माउंड डेटा शीट.pdf</ref> हिमस्खलन द्वारा पहाड़ से नीचे ग्लेशियर पर ले जाया गया और फिर कभी वापस नहीं आया। यह सबसे अधिक संभावना है कि वे ग्लेशियर के माध्यम से पिघल गए और चूर्णित हो गए, जिसके बाद 238प्लूटोनियम जिरकोनियम मिश्र धातु ईंधन ऑक्सीकृत मिट्टी के कण जो ग्लेशियर के नीचे पंख में घूम रहे हैं।[39] सोवियत संघ द्वारा प्रकाशस्तंभ और प्रकाश को बिजली देने के लिए निर्मित कई बीटा-एम आरटीजी विकिरण के अनाथ स्रोत बन गए हैं। इनमें से कई इकाइयों को स्क्रैप धातु के लिए अवैध रूप से नष्ट कर दिया गया है (परिणामस्वरूप एसआर-90 स्रोत का पूरा प्रदर्शन), समुद्र में गिर गया, या खराब डिजाइन या भौतिक क्षति के कारण दोषपूर्ण परिरक्षण है। अमेरिकी रक्षा विभाग सहकारी खतरे में कमी कार्यक्रम ने चिंता व्यक्त की है कि बीटा-एम आरटीजी से सामग्री का उपयोग आतंकवादियों द्वारा गंदे बम बनाने के लिए किया जा सकता है।[8]चूंकि, उपयोग किया जाने वाला स्ट्रोंटियम टाइटेनेट पेरोसाइट पर्यावरणीय क्षरण के सभी संभावित रूपों के लिए प्रतिरोधी है और पानी में पिघल या घुल नहीं सकता है। एसआरटीआईओ रूप में जैव संचय की संभावना नहीं है3 मनुष्यों या अन्य जानवरों के पाचन तंत्र के माध्यम से अपरिवर्तित गुजरता है, लेकिन जिस जानवर या मानव ने इसे ग्रहण किया है, वह अभी भी पारित होने के समय संवेदनशील आंतों के अस्तर को महत्वपूर्ण विकिरण खुराक प्राप्त करेगा। कंकड़ या बड़ी वस्तुओं के महीन धूल में यांत्रिक क्षरण की संभावना अधिक होती है और यह सामग्री को व्यापक क्षेत्र में फैला सकता है, चूंकि इससे उच्च खुराक के परिणामस्वरूप किसी एकल हानि घटना का हानि भी कम हो जाएगा।
विखंडन रिएक्टरों के साथ तुलना
आरटीजी और परमाणु विखंडन बहुत भिन्न परमाणु प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हैं।
परमाणु ऊर्जा रिएक्टर (अंतरिक्ष में उपयोग किए जाने वाले छोटे रिएक्टरों सहित) श्रृंखला प्रतिक्रिया में नियंत्रित परमाणु विखंडन करते हैं। प्रतिक्रिया की दर को नियंत्रण रॉड से नियंत्रित किया जा सकता है, इसलिए रखरखाव के लिए पूरी प्रकार से मांग या शट ऑफ (लगभग) के साथ बिजली भिन्न हो सकती है। चूंकि, खतरनाक रूप से उच्च शक्ति स्तरों, या यहां तक कि विस्फोट या परमाणु मंदी पर अनियंत्रित संचालन से बचने के लिए देखभाल की आवश्यकता होती है।
आरटीजी में श्रृंखला अभिक्रिया नहीं होते हैं। गर्मी गैर-समायोज्य और लगातार घटती दर पर सहज रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से उत्पन्न होती है जो मात्र ईंधन आइसोटोप की मात्रा और उसके आधे जीवन पर निर्भर करती है। आरटीजी में, गर्मी उत्पादन को मांग के साथ बदला नहीं जा सकता है या जरूरत न होने पर बंद कर दिया जा सकता है और बिजली की खपत को कम करके पश्चात अधिक ऊर्जा बचाना संभव नहीं है। इसलिए, अत्यधिक मांग को पूरा करने के लिए सहायक बिजली की आपूर्ति (जैसे रिचार्जेबल बैटरी) की आवश्यकता हो सकती है, और अंतरिक्ष मिशन के पूर्व-लॉन्च और प्रारंभिक उड़ान चरणों सहित हर समय पर्याप्त शीतलन प्रदान किया जाना चाहिए। जबकि आरटीजी के साथ परमाणु मेल्टडाउन या विस्फोट जैसी शानदार विफलताएं असंभव हैं, फिर भी यदि रॉकेट फट जाता है, या उपकरण वातावरण में फिर से प्रवेश करता है और विघटित हो जाता है, तो रेडियोधर्मी संदूषण का खतरा होता है।
सबक्रिटिकल गुणक आरटीजी
प्लूटोनियम -238 की कमी के कारण, उप-राजनीतिक प्रतिक्रियाओं द्वारा समर्थित नए प्रकार के आरटीजी का प्रस्ताव किया गया है।[40] इस प्रकार के आरटीजी में, रेडियोआइसोटोप से अल्फा क्षय का उपयोग फीरोज़ा जैसे उपयुक्त तत्व के साथ अल्फा-न्यूट्रॉन प्रतिक्रियाओं में भी किया जाता है। इस प्रकार दीर्घजीवी न्यूट्रॉन स्रोत उत्पन्न होता है। क्योंकि सिस्टम 1 के निकट लेकिन 1 से कम क्रिटिकलिटी के साथ काम कर रहा है, अर्थात न्यूक्लियर चेन रिएक्शन इफेक्टिव न्यूट्रॉन मल्टीप्लिकेशन फैक्टर|केइएफएफ<1, परमाणु रिएक्टर भौतिकी#सबक्रिटिकल गुणन प्राप्त किया जाता है जो न्यूट्रॉन पृष्ठभूमि को बढ़ाता है और विखंडन प्रतिक्रियाओं से ऊर्जा उत्पन्न करता है। चूंकि आरटीजी में उत्पादित विखंडन की संख्या बहुत कम है (उनके गामा विकिरण को नगण्य बनाते हुए), क्योंकि प्रत्येक विखंडन प्रतिक्रिया प्रत्येक अल्फा क्षय (200 एमईवी की तुलना में 6 एमईवी) की तुलना में 30 गुना अधिक ऊर्जा जारी करती है, 10% ऊर्जा लाभ तक प्राप्य है, जो की कमी में अनुवाद करता है 238पीयू प्रति मिशन की जरूरत है। यह विचार 2012 में नासा को वार्षिक नासा एनएसपीआईआरई प्रतियोगिता के लिए प्रस्तावित किया गया था, जिसका व्यवहार्यता के अध्ययन के लिए 2013 में सेंटर फॉर स्पेस न्यूक्लियर रिसर्च (सीएसएनआर) में इडाहो नेशनल लेबोरेटरी में अनुवाद किया गया था।[41][failed verification] चूंकि आवश्यक असंशोधित हैं।
इंटरस्टेलर जांच के लिए आरटीजी
आरटीजी को यथार्थवादी इंटरस्टेलर अग्रदूत मिशन और इंटरस्टेलर जांच पर उपयोग के लिए प्रस्तावित किया गया है।[42]इसका उदाहरण नासा का अभिनव इंटरस्टेलर एक्सप्लोरर (2003-वर्तमान) प्रस्ताव है।[43] एक आरटीजी का उपयोग करना 241ऐएम को 2002 में इस प्रकार के मिशन के लिए प्रस्तावित किया गया था।[42] यह इंटरस्टेलर जांच पर 1000 साल तक के मिशन एक्सटेंशन का समर्थन कर सकता है, क्योंकि प्लूटोनियम की तुलना में लंबी अवधि में बिजली उत्पादन में धीरे-धीरे गिरावट आएगी।[42]आरटीजी के लिए अन्य समस्थानिकों की भी अध्ययन में जांच की गई, जैसे वाट/ग्राम, अर्ध-जीवन और क्षय उत्पादों को देखते हुए।[42]1999 के इंटरस्टेलर जांच प्रस्ताव ने तीन उन्नत रेडियोआइसोटोप ऊर्जा स्रोतों (एआरपीएस) का उपयोग करने का सुझाव दिया।[44] आरटीजी बिजली का उपयोग वैज्ञानिक उपकरणों को शक्ति देने और जांच पर पृथ्वी पर संचार के लिए किया जा सकता है।[42]एक मिशन ने आयन इंजनों को बिजली देने के लिए बिजली का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया, इस विधि को रेडियोआइसोटोप इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन (आरईपी) कहा।[42]
इलेक्ट्रोस्टैटिक-बूस्टेड रेडियोआइसोटोप ताप स्रोत
एक स्व-प्रेरित इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के आधार पर रेडियोआइसोटोप ताप स्रोतों के लिए शक्ति वृद्धि प्रस्तावित की गई है।[45] लेखकों के अनुसार, बीटा स्रोतों का उपयोग करके 10% तक की वृद्धि प्राप्त की जा सकती है।
नमूना
एक विशिष्ट आरटीजी रेडियोधर्मी क्षय द्वारा संचालित होता है और थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण से बिजली की सुविधा देता है, लेकिन ज्ञान के लिए, उस अवधारणा पर कुछ भिन्नताओं वाली कुछ प्रणालियों को यहां सम्मलित किया गया है।
अंतरिक्ष में परमाणु ऊर्जा प्रणाली
ज्ञात अंतरिक्ष यान/परमाणु ऊर्जा प्रणाली और उनके भाग्य। सिस्टम को विभिन्न प्रकार के भाग्य का सामना करना पड़ता है, उदाहरण के लिए, अपोलो के स्नैप-27 को चंद्रमा पर छोड़ दिया गया था।[46] कुछ अन्य अंतरिक्ष यान में भी छोटे रेडियोआइसोटोप हीटर होते हैं, उदाहरण के लिए प्रत्येक मार्स एक्सप्लोरेशन रोवर्स में 1 वाट का रेडियोआइसोटोप हीटर होता है। अंतरिक्ष यान विभिन्न मात्रा में सामग्री का उपयोग करता है, उदाहरण के लिए MSL क्यूरियोसिटी में 4.8 किलोग्राम प्लूटोनियम डाइऑक्साइड|प्लूटोनियम-238 डाइऑक्साइड है।[47]
| Name and model | Used on (# of आरटीजीs per user) | Maximum output | Radio- isotope |
Max fuel used (kg) |
Mass (kg) | पीओwer/mass (Electrical W/kg) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Electrical (W) | Heat (W) | ||||||
| MMआरटीजी | MSL/Curiosity rover and Perseverance/Mars 2020 rover | c. 110 | c. 2000 | 238Pu | c. 4 | <45 | 2.4 |
| GPHS-आरटीजी | Cassini (3), New Horizons (1), Galileo (2), Ulysses (1) | 300 | 4400 | 238Pu | 7.8 | 55.9–57.8[48] | 5.2–5.4 |
| MHW-आरटीजी | LES-8/9, Voyager 1 (3), Voyager 2 (3) | 160[48] | 2400[49] | 238Pu | c. 4.5 | 37.7[48] | 4.2 |
| एसएनऐपी-3B | Transit-4A (1) | 2.7[48] | 52.5 | 238Pu | ? | 2.1[48] | 1.3 |
| एसएनऐपी-9A | Transit 5BN1/2 (1) | 25[48] | 525[49] | 238Pu | c. 1 | 12.3[48] | 2.0 |
| एसएनऐपी-19 | Nimbus-3 (2), Pioneer 10 (4), Pioneer 11 (4) | 40.3[48] | 525 | 238Pu | c. 1 | 13.6[48] | 2.9 |
| modified एसएनऐपी-19 | Viking 1 (2), Viking 2 (2) | 42.7[48] | 525 | 238Pu | c. 1 | 15.2[48] | 2.8 |
| एसएनऐपी-27 | Apollo 12–17 ALSEP (1) | 73 | 1,480 | 238Pu[50] | 3.8 | 20 | 3.65 |
| (fission reactor) Buk (BES-5)** | US-As (1) | 3000 | 100,000 | highly enriched 235U | 30 | 1000 | 3.0 |
| (fission reactor) एसएनऐपी-10A*** | एसएनऐपी-10A (1) | 600[51] | 30,000 | highly enriched 235U | 431 | 1.4 | |
| ASRG**** | prototype design (not launched), Discovery Program | c. 140 (2x70) | c. 500 | 238Pu | 1 | 34 | 4.1 |
** वास्तव में आरटीजी नहीं है, BES-5 बुक रिएक्टर तेज़ ब्रीडर रिएक्टर था जो गर्मी को सीधे बिजली में बदलने के लिए सेमीकंडक्टर पर आधारित थर्मोक्यूल्स का उपयोग करता था[52][53] *** वास्तव में आरटीजी नहीं है, एसएनऐपी-10A में संवर्धित यूरेनियम ईंधन, मंदक के रूप में जिरकोनियम हाइड्राइड, तरल सोडियम पोटेशियम मिश्र धातु शीतलक का उपयोग किया गया था, और बेरिलियम रिफ्लेक्टर के साथ सक्रिय या निष्क्रिय किया गया था[51]रिएक्टर हीट ने विद्युत उत्पादन के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक रूपांतरण प्रणाली को खिलाया।[51]
**** वास्तव में आरटीजी नहीं है, ASRG स्टर्लिंग इंजन पावर डिवाइस का उपयोग करता है जो रेडियोआइसोटोप पर चलता है (स्टर्लिंग रेडियोआइसोटोप जनरेटर देखें)
स्थलीय
| Name and model | Use | Maximum output | Radioisotope | Max fuel used (kg) |
Mass (kg) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Electrical (W) | Heat (W) | |||||
| Beta-M | Obsolete Soviet uncrewed lighthouses and beacons |
10 | 230 | 90एसआरटीआईओ3[54] | 0.26 | 560 |
| Efir-MA | 30 | 720 | ? | ? | 1250 | |
| IEU-1 | 80 | 2200 | 90एसआर | ? | 2500 | |
| IEU-2 | 14 | 580 | ? | ? | 600 | |
| Gong | 18 | 315 | ? | ? | 600 | |
| Gorn | 60 | 1100 | ? | ? | 1050 | |
| IEU-2M | 20 | 690 | ? | ? | 600 | |
| IEU-1M | 120 (180) | 2200 (3300) | 90एसआर | ? | 2(3) × 1050 | |
| Sentinel 25[55] | Remote U.S. arctic monitoring sites | 9–20 | एसआरटीआईओ3 | 0.54 | 907–1814 | |
| Sentinel 100F[55] | 53 | एसआर2टीआईओ4 | 1.77 | 1234 | ||
| RIPPLE X[56] | Buoys, Lighthouses | 33[57] | एसआरटीआईओ3 | 1500 | ||
यह भी देखें
- Alkali-metal thermal to electric converter
- Atomic battery
- Betavoltaics
- Kilopower Reactor Using Stirling Technology
- Optoelectric nuclear battery
- Radioisotope heater units
- Radioactive isotope
- Stirling Radioisotope Generator
- Thermionic converter
संदर्भ
- ↑ "NIHF इंडक्टी केनेथ सी. जॉर्डन". Retrieved 21 January 2023.
- ↑ "NIHF इंडक्टी जॉन बर्डेन". Retrieved 21 January 2023.
- ↑ "केन जॉर्डन के लिए नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ फ़ेम प्रविष्टि". Archived from the original on 17 September 2016. Retrieved 7 August 2016.
- ↑ "जॉन बर्डेन के लिए नेशनल इन्वेंटर्स हॉल ऑफ़ फ़ेम प्रविष्टि". Archived from the original on 17 September 2016. Retrieved 7 August 2016.
- ↑ 5.0 5.1 5.2 Blanke, B.C.; Birden, J.H.; Jordan, K.C.; Murphy, E.L. (1 October 1960). परमाणु बैटरी-थर्मोकूपल प्रकार सारांश रिपोर्ट (PDF) (Report). United States Atomic Energy Commission (published 15 January 1962). doi:10.2172/4807049.
- ↑ "सामान्य सुरक्षा संबंधी बातें" (pdf lecture notes). Fusion Technology Institute, University of Wisconsin–Madison. Spring 2000. p. 21.
- ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 Sudunova, Irina (5 January 2021). "आर्कटिक में सोवियत संघ द्वारा निर्मित परमाणु प्रकाशस्तंभ". BBC Reel (in English). BBC. Retrieved 15 March 2021.
- ↑ 8.0 8.1 8.2 "रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर". Bellona. 2 April 2005. Retrieved 2016-06-13.
- ↑ Alaska fire threatens air force nukes, WISE, 16 October 1992, accessed 15 March 2021.
- ↑ न्यूक्लियर-पावर्ड कार्डिएक पेसमेकर, लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी
- ↑ "Nuclear pacemaker still energized after 34 years". Reuters. 19 December 2007. Retrieved 14 March 2019.
- ↑ "हृदय गतिनिर्धारक" (PDF). dl.dropboxusercontent.com. Archived from the original (PDF) on 16 August 2016. Retrieved 15 January 2022.
- ↑ 13.0 13.1 NPE chapter 3 Radioisotope Power Generation Archived 18 December 2012 at the Wayback Machine
- ↑ Miotla, Dennis (21 April 2008). "Assessment of Plutonium-238 Production Alternatives: Briefing for Nuclear Energy Advisory Committee" (PDF).
- ↑ Chadwell, C. B.; Elswick, T. C. (24 September 1971). "Neutron Emission Rate Reduction in PuO2 by Oxygen Exchange". Mound Laboratory Document MLM-1844. doi:10.2172/4747800. OSTI 4747800.
- ↑ See the Pu-238 heat sources fabricated at Mound, revised table: Carol Craig. "RTG: A Source of Power; A History of the Radioisotopic Thermoelectric Generators Fueled at Mound" (PDF). Mound Laboratory Document MLM-MU-82-72-0006. Archived from the original (PDF) on 16 August 2016.
- ↑ 17.0 17.1 NASA Doesn't Have Enough Nuclear Fuel For Its Deep Space Missions. Ethan Siegel, Forbes. 13 December 2018.
- ↑ Plutonium supply for NASA missions faces long-term challenges. Jeff Foust. Space News, 10 October 2017.
- ↑ 19.0 19.1 Rod Adams, RTG Heat Sources: Two Proven Materials Archived 7 February 2012 at the Wayback Machine, 1 September 1996, Retrieved 20 January 2012.
- ↑ "एक विशेष तत्त्व जिस का प्रभाव रेडियो पर पड़ता है" (PDF). Argonne National Laboratory. Archived from the original (PDF) on 2012-03-10.
- ↑ 21.0 21.1 21.2 Ambrosi; Williams (2019). "अंतरिक्ष विज्ञान और अन्वेषण के लिए यूरोपीय रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर (आरटीजी) और रेडियोआइसोटोप हीटर यूनिट (आरएचयू)". Space Science Reviews. 215 (8): 55. Bibcode:2019SSRv..215...55A. doi:10.1007/s11214-019-0623-9. S2CID 213765953.
- ↑ नेल ग्रीनफ़ील्ड-बॉयस, प्लूटोनियम शॉर्टेज कुड स्टाल स्पेस एक्सप्लोरेशन, NPR, 28 सितंबर 2009, 2 नवंबर 2010 को पुनः प्राप्त किया गया
- ↑ Dr Major S. Chahal, [1], UK Space Agency, 9 February 2012, retrieved 13 November 2014.
- ↑ "ब्रिटेन के वैज्ञानिक भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों को शक्ति प्रदान करने के लिए दुर्लभ तत्व से बिजली उत्पन्न करते हैं". National Nuclear Laboratory. Retrieved 6 May 2019.
- ↑ "वायेजर मिशन संचालन स्थिति रिपोर्ट". Voyager.jpl.nasa.gov web. Retrieved 24 July 2011.
- ↑ "Spacecraft 'Nuclear Batteries' Could Get a Boost from New Materials". JPL News. Jet Propulsion Laboratory. 13 October 2016. Retrieved 19 October 2016.
- ↑ {{cite web|title=IAEA बुलेटिन वॉल्यूम 48, नंबर 1 - रिमोट कंट्रोल: डीकमीशनिंग आरटीजी|publisher=Malgorzata K. Sneve|url=https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull48-1/48105994247.pdf%7Caccess-date=30 March 2015}
- ↑ {{cite web|title=IAEA सम्मेलन "रेडियोधर्मी स्रोतों की सुरक्षा," वियना, ऑस्ट्रिया में परमाणु ऊर्जा मंत्री अलेक्जेंडर रुम्यंतसेव द्वारा रिपोर्ट। 11 मार्च 2003 (इंटरनेट संग्रह प्रति)| url=http://www.iaea.org/worldatom/Press/Focus/RadSources/statement_rus.pdf%7C archive-url=https://web.archive.org/web/20030806043406/http://www.iaea.org/worldatom/Press/Focus/RadSources/statement_rus.pdf%7C archive-date=6 August 2003| access-date=10 October 2009}
- ↑ मंगलवार को पृथ्वी द्वारा ज़ूम करने के लिए परमाणु-संचालित नासा शिल्प, CNN समाचार रिपोर्ट, 16 अगस्त 1999
- ↑ "शीर्ष 10 अंतरिक्ष युग विकिरण घटनाएं". listverse.com. 20 January 2012. Retrieved 30 January 2018.
- ↑ कैसिनी अंतिम पूरक पर्यावरणीय प्रभाव वक्तव्य Archived 29 September 2006 at the Wayback Machine, अध्याय 4, नासा, सितंबर 1997 (अन्य अध्यायों और संबंधित दस्तावेजों के लिंक Archived 7 September 2006 at the Wayback Machine)
- ↑ कैसिनी अंतिम पूरक पर्यावरणीय प्रभाव वक्तव्य Archived 29 September 2006 at the Wayback Machine, परिशिष्ट D, सुरक्षा विश्लेषण परिणामों की तालिकाओं का सारांश, पृष्ठ D-4 पर तालिका D-1, GPHS-RTG के लिए सशर्त संभाव्यता कॉलम देखें
- ↑ भौतिक, परमाणु और रासायनिक, प्लूटोनियम के गुण, IEER फैक्टशीट
- ↑ चयनित रेडियोन्यूक्लाइड्स के लिए मृत्यु दर और रुग्णता जोखिम गुणांक, Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला Archived 10 July 2007 at the Wayback Machine
- ↑ "पारगमन". Encyclopedia Astronautica. Archived from the original on 24 June 2002. Retrieved 2013-05-07.
- ↑ The RTGs were returned to Mound for disassembly and the 238PuO2 microsphere fuel recovered and reused. A. Angelo Jr. and D. Buden (1985). Space Nuclear Power. Krieger Publishing Company. ISBN 0-89464-000-3.
- ↑ "अंतरिक्ष मिशनों के लिए ऊर्जा संसाधन". Space Safety Magazine. Retrieved 2014-01-18.
- ↑ मार्स 96 टाइमलाइन, नासा
- ↑ Kohli, M. S.; Conboy, Kenneth. हिमालय में जासूस. Univ. Press of Kansas: Lawrence, Kansas, USA.
- ↑ Arias, F. J. (2011). "Advanced Subcritical Assistance Radioisotope Thermoelectric Generator: An Imperative Solution for the Future of NASA Exploration". Journal of the British Interplanetary Society. 64: 314–318. Bibcode:2011JBIS...64..314A.
- ↑ Design of a high power (1 kWe), subcritical, power source "Areas of Research". Archived from the original on 6 October 2014. Retrieved 2014-10-05.
- ↑ 42.0 42.1 42.2 42.3 42.4 42.5 Ralph L. McNutt, et al. – Interstellar Explorer (2002) – Johns Hopkins University (.pdf)
- ↑ "अभिनव इंटरस्टेलर जांच". JHU/APL. Retrieved 22 October 2010.
- ↑ "इंटरस्टेलर जांच". NASA/JPL. 5 February 2002. Archived from the original on 6 April 2003. Retrieved 22 October 2010.
- ↑ Arias, Francisco J.; Parks, Geoffrey T. (November 2015). "स्व-प्रेरित इलेक्ट्रोस्टैटिक-बूस्टेड रेडियोआइसोटोप ताप स्रोत". Progress in Nuclear Energy. Elsevier. 85: 291–296. doi:10.1016/j.pnucene.2015.06.016. ISSN 0149-1970.
- ↑ David M. Harland (2011). Apollo 12 – On the Ocean of Storms. Springer Science & Business Media. p. 269. ISBN 978-1-4419-7607-9.
- ↑ "मार्स साइंस लेबोरेटरी लॉन्च न्यूक्लियर सेफ्टी" (PDF). NASA/JPL/DoE. 2 March 2011. Retrieved 28 November 2011.
- ↑ 48.00 48.01 48.02 48.03 48.04 48.05 48.06 48.07 48.08 48.09 48.10 "Space Nuclear Power" G.L.Bennett 2006
- ↑ 49.0 49.1 "Totse.com | Nuclear Power in Space". Archived from the original on 19 June 2008. Retrieved 2012-10-19.
- ↑ "SNAP-27". Smithsonian National Air and Space Museum. Archived from the original on 24 January 2012. Retrieved 13 September 2011.
- ↑ 51.0 51.1 51.2 "SNAP Overview". USDOE ETEC. Archived from the original on 4 May 2010. Retrieved 4 April 2010.
- ↑ Chitaykin, V.I; Meleta, Ye.A.; Yarygin, V.I.; Mikheyev, A.S.; Tulin, S.M. "स्थलीय अनुप्रयोग के लिए प्रत्यक्ष ऊर्जा रूपांतरण की परमाणु अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी का उपयोग". International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria). pp. 178–185. Retrieved 14 September 2011.
- ↑ "अंतरिक्ष के लिए परमाणु रिएक्टर". Retrieved 14 September 2011.
- ↑ "Radioisotope Thermoelectric Generators - Bellona". bellona.no. Archived from the original on 20 December 2010. Retrieved 14 March 2022.
- ↑ 55.0 55.1 "Power Sources for Remote Arctic Applications" (PDF). Washington, DC: U.S. Congress, Office of Technology Assessment. June 1994. OTA-BP-ETI-129.
- ↑ RIPPLE I – X and Large Source
- ↑ Irish Lights- Rathlin O'Birne
- Notes
- Safety discussion of the RTGs used on the Cassini-Huygens mission.
- Nuclear Power in Space (PDF)
- Detailed report on Cassini RTG (PDF)
- Detailed lecture on RTG fuels (PDF) Archived 15 February 2013 at the Wayback Machine
- Detailed chart of all radioisotopes
- Stirling Thermoelectic Generator
- Toxicity profile for plutonium, Agency for Toxic substances and Disease Registry, U.S. Public Health Service, December 1990
- Environmental Impact of Cassini-Huygens Mission.
- Expanding Frontiers with Radioisotope Power Systems (PDF) Archived 30 September 2006 at the Wayback Machine
- Miotla, Dennis (Deputy Assistant Secretary for Nuclear Power Deployment) (April 21, 2008). "Assessment of Plutonium-238 Production Alternatives: Briefing for Nuclear Energy Advisory Committee" (PDF). United States Department of Energy.
बाहरी संबंध
Wikimedia Commons has media related to Radioisotope thermoelectric generators.
- NASA Radioisotope पीओwer Systems website – आरटीजी page
- NASA JPL briefing, Expanding Frontiers with Radioisotope पीओwer Systems – gives आरटीजी information and a link to a longer presentation
- SpaceViews: The Cassini आरटीजी Debate
- Stirling Radioisotope Generator
- DOE contributions – good links
- Idaho National Laboratory – Producer of आरटीजीs
- Idaho National Laboratory MMआरटीजी page with photo-based "virtual tour"
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
