विकिरण समस्थानिक तापक इकाई
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रेडियोआइसोटोप हीटर यूनिट (आरएचयू) एक छोटा उपकरण है जो रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से गर्मी प्रदान करता है।[1] वे छोटे रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर (आरटीजी) के समान हैं और आम तौर पर प्रत्येक प्लूटोनियम-238 -238 के कुछ ग्राम के क्षय से प्राप्त लगभग एक वाट गर्मी प्रदान करते हैं - हालांकि अन्य रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग किया जा सकता है। इन आरएचयू द्वारा उत्पादित गर्मी कई दशकों तक और सैद्धांतिक रूप से एक शताब्दी या उससे भी अधिक समय तक लगातार जारी रहती है।[2]
अंतरिक्ष यान में, आरएचयू का उपयोग अन्य घटकों को उनके परिचालन तापमान पर रखने के लिए किया जाता है, जो अंतरिक्ष यान के अन्य हिस्सों के तापमान से बहुत भिन्न हो सकता है। अंतरिक्ष के निर्वात में अंतरिक्ष यान का कोई भी हिस्सा जिस पर सीधी धूप नहीं पड़ती, वह इतना ठंडा हो जाएगा कि इलेक्ट्रॉनिक्स या नाजुक वैज्ञानिक उपकरण टूट जाएंगे। वे इलेक्ट्रिक हीटर जैसे घटकों को गर्म रखने के अन्य तरीकों की तुलना में सरल और अधिक विश्वसनीय हैं।[2]
अंतरिक्ष यान का उपयोग
अधिकांश चंद्र और मंगल ग्रह की सतह जांच गर्मी के लिए आरएचयू का उपयोग करती हैं, जिनमें कई जांचें शामिल हैं जो बिजली उत्पन्न करने के लिए आरटीजी के बजाय सौर पैनलों का उपयोग करती हैं। उदाहरणों में 1969 में अपोलो 11 द्वारा चंद्रमा पर ALSEP#Apollo_11_.28EASEP.29 शामिल है, जिसमें 1.2 औंस (34 ग्राम) प्लूटोनियम-238 था; मंगल ग्रह पथदर्शी; और मंगल अन्वेषण रोवर्स आत्मा (रोवर) और अवसर (रोवर)।[3]चंद्रमा पर दो सप्ताह की लंबी और ठंडी रात के कारण आरएचयू विशेष रूप से उपयोगी हैं।
वस्तुतः मंगल से परे प्रत्येक बाहरी अंतरिक्ष मिशन आरएचयू और आरटीजी दोनों का उपयोग करता है। सूर्य से दूरी के वर्ग के साथ सौर सूर्यातप कम हो जाता है, इसलिए अंतरिक्ष यान के घटकों को नाममात्र ऑपरेटिंग तापमान पर रखने के लिए अतिरिक्त गर्मी की आवश्यकता होती है। इस गर्मी का कुछ हिस्सा विद्युत रूप से उत्पन्न होता है क्योंकि इसे नियंत्रित करना आसान होता है, लेकिन विद्युत हीटर आरएचयू की तुलना में बहुत कम कुशल होते हैं क्योंकि आरटीजी अपनी गर्मी का केवल कुछ प्रतिशत बिजली में परिवर्तित करते हैं और बाकी को अंतरिक्ष में अस्वीकार कर देते हैं।
शनि पर भेजे गए कैसिनी-ह्यूजेंस अंतरिक्ष यान में इनमें से बयासी इकाइयाँ (बिजली उत्पादन के लिए तीन मुख्य आरटीजी के अलावा) शामिल थीं। संबंधित ह्यूजेन्स (जांच) जांच में पैंतीस शामिल थे।
आइसोटोप
नासा मिशनों के लिए रेडियोआइसोटोप हीटर इकाइयों ने प्लूटोनियम-238 का उपयोग किया है[3] ताप स्रोतों के लिए आइसोटोप के रूप में, चूंकि 87.7 वर्ष के रेडियोधर्मी आधे जीवन का मतलब है कि आइसोटोप का क्षय मिशन जीवनकाल को सीमित नहीं करेगा। आइसोटोप प्रति ग्राम 0.57 वाट थर्मल पावर पैदा करता है 238पु.[4] सोवियत मिशनों ने अन्य आइसोटोप का उपयोग किया है, जैसे लूनोखोद चंद्र रोवर्स में उपयोग किया जाने वाला पोलोनियम-210 ताप स्रोत।[5][6] लगभग 4 1⁄2 महीने के आधे जीवन के साथ, Po-210 प्रति यूनिट द्रव्यमान में अधिक थर्मल पावर पैदा करता है, लेकिन केवल छोटी अवधि के मिशन के लिए उपयुक्त है। स्ट्रोंटियम-90 भी प्रस्तावित किया गया है।[6]
आरएचयू की आरटीजी से तुलना
जबकि आरएचयू और रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जेनरेटर (आरटीजी) दोनों रेडियोधर्मी आइसोटोप की क्षय गर्मी का उपयोग करते हैं, गर्मी से बिजली उत्पन्न करने के लिए आवश्यक थर्मोकपल और हीट सिंक/रेडिएटर को छोड़ देने के परिणामस्वरूप आरएचयू आमतौर पर बहुत छोटे होते हैं। आरएचयू और आरटीजी दोनों में प्रक्षेपण या पुनः प्रवेश वाहन विफलता की स्थिति में रेडियोआइसोटोप को सुरक्षित रूप से रखने के लिए मजबूत, गर्मी प्रतिरोधी आवरण की सुविधा होती है। एक-वाट आरएचयू (परिरक्षण सहित) का कुल द्रव्यमान लगभग 40 ग्राम है। थर्मिओनिक कनवर्टर जैसी समान योजनाओं का भी उपयोग किया गया है।
जीपीएचएस
संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग ने मुख्य रूप से अंतरिक्ष उपयोग के लिए सामान्य प्रयोजन ताप स्रोत (जीपीएचएस) विकसित किया है। इन जीपीएचएस का उपयोग घटक हीटिंग के लिए व्यक्तिगत रूप से या अठारह तक के समूहों में किया जा सकता है, लेकिन मुख्य रूप से आरटीजी के लिए ताप स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। प्रत्येक जीपीएचएस में चार इरिडियम-क्लैड पीयू-238 ईंधन छर्रों होते हैं, जिनकी ऊंचाई 5 सेमी, वर्ग 10 सेमी और वजन 1.44 किलोग्राम होता है।
यह भी देखें
- परमाणु ईंधन
- रेडियोआइसोटोप जनरेटर
- स्टर्लिंग रेडियोआइसोटोप जनरेटर
- रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर
संदर्भ
- ↑ NASA (2016). Radioisotope Heater Units, NASAFacts. Retrieved 23 June 2022.
- ↑ 2.0 2.1 "Department of Energy Facts: Radioisotope Heater Units" (PDF). U.S. Department of Energy, Office of Space and Defense Power Systems. December 1998. Archived from the original (PDF) on 2016-08-10. Retrieved March 24, 2010.
- ↑ 3.0 3.1 NASA, Thermal Systems. Retrieved 23 June 2022.
- ↑ Miotla, Dennis (April 21, 2008). "Assessment of Plutonium-238 production alternatives" (PDF). www.energy.gov. p. 3. Retrieved September 21, 2020.
- ↑ Blair, Sean (March 14, 2011)." Rovers learning from Lunokhod", E&T News. Retrieved 23 June 2022.
- ↑ 6.0 6.1 Wang, Xiawa; Liang, Renrong; Fisher, Peter; Chan, Walker; Xu, Jun (2020). "Critical design features of thermal-based radioisotope generators: A review of the power solution for polar regions and space". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 119: 109572. doi:10.1016/j.rser.2019.109572. hdl:1721.1/129634. S2CID 209776036.
बाहरी संबंध
- NASA Radioisotope Power Systems website – RHU page
- Radioisotope heater unit fact sheet from NASA's Cassini mission website
