Nhiên liệu hạt nhân

Nhiên liệu hạt nhân là chất được sử dụng trong các nhà máy năng lượng hạt nhân để tạo ra nhiệt cung cấp cho các tua bin. Nhiệt lượng được tạo thành khi nhiên liệu hạt nhân trải qua phản ứng phân hạch.
Hầu hết nhiên liệu hạt nhân đều chứa các nguyên tố nặng có khả năng xảy ra quá trình phản ứng phân hạch ví dụ như urani-235 hoặc plutoni-239. Khi các hạt nhân không ổn định của những nguyên tố này va chạm nhau bởi sự chuyển động chậm của nơtron, rồi phân chia tạo thành hai hạt nhân con và hai hoặc nhiều hơn ba neutron. Sau đó những nơtron này tiếp tục phân chia ra nhiều hạt nhân. Điều này giúp duy trì phản ứng dây chuyền được kiểm soát trong lò phản ứng hạt nhân hoặc không bị hạn chế trong vũ khí hạt nhân.
Quá trình này bao gồm sự khai khoáng, tinh luyện, tinh chế, sử dụng, sắp đặt nhiên liệu hạt nhân được biết với tên gọi chung là chu trình nhiên liệu hạt nhân.
Không phải tất cả loại nhiên liệu hạt nhân đều tạo ra năng lượng từ phản ứng phân hạch; plutoni-238 và một vài nguyên tố khác thường được sử dụng để sản xuất một ít năng lượng hạt nhân bởi vì sự phân rã phóng xạ của nó trong máy phát điện đồng vị phóng xạ và trong các dạng khác của pin nguyên tử.
Nhiên liệu hạt nhân có mật độ năng lượng cao nhất trong tất cả các nguồn nhiên liệu thực tiễn.

Nhiên liệu oxit

Mục đích của phản ứng phân hạch, chất đốt (điển hình là uranium), thường được dựa trên oxit kim loại; những oxit này được sử dụng thay vì sử dụng chính kim loại đó bởi vì điểm nóng chảy của oxit cao hơn kim loại cũng như nó không thể bị đốt cháy và luôn ở trạng thái oxi hóa.

UOX

Uranium dioxide là một chất bán dẫn màu đen. Nó được sản xuất bởi phản ứng uranyl nitrat với ba-zơ (ammonia) để hình thành chất rắn (amoni uranate). Nó được làm nóng để hình thành  U₃O₈   và sau đó có thể bị biến đổi bởi sự nung nóng argon/hỗn hợp hydro (700 °C) tạo thành UO₂. UO₂ sau đó trộn với chất kết dính hữu cơ và nén thành hạt nhỏ, những hạt nhỏ này được đốt cháy trong nhiệt độ cao (H₂/Ar) rồi nung kết thành chất rắn. Mục đích là hình thành chất rắn đậm đặc có ít bọt.
Độ dẫn điện của Uranium dioxit rất thấp so với Zirconi và điều đó giảm xuống khi nhiệt độ tăng lên. Sự ăn mòn của UO₂ trong nước được kiểm soát bởi các quá trình giống nhau điện hóa học  cho tới sự ăn mòn của dòng điện trên bề mặt kim loại.

MOX

Hỗn hợp oxit hay nhiên liệu MOX là sự xáo trộn của plutonium và tự nhiên hoặc làm thiếu hụt urani khi vận hành giống nhau để làm giàu uranium cung cấp cho nhiều lò phản ứng hạt nhân. Nhiên liệu MOX là sự thay thế việc làm giàu uranium ít đi cũng sử dụng trong lò phản ứng nước nhẹ vượt trội hơn so với sự hình thành năng lượng hạt nhân.
Một số lo lắng đã được bày tỏ ra rằng sử dụng nhiều lõi MOX sẽ loại bỏ nhiều thách thức mới, mặc dù MOX chính là làm dư số plutonium do sự biến đổi.
Quá trình tái chế có giá trị thương mại của nhiên liệu hạt nhân đã được thực hiện để chế tạo MOX trong nhà máy ở Anh. Tính đến năm 2015, hỗn hợp oxit được sản xuất ở Pháp (xem ở trang web hạt nhân Marcoule) và ở một mức độ thấp hơn ở Nga, Ấn Độ và Nhật Bản. Trung Quốc có kế hoạch phát triển nhanh các lò phản ứng tái sinh và quá trình tái chế.
Các công ty năng lượng hạt nhân trên toàn cầu thông qua một đề xuất ở Hoa Kỳ của chính quyền tổng thống George W. Bush hình thành quan hệ đối tác quốc tế xem nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng để tái chế plutoni điều đó tiện lợi cho nhiên liệu hạt nhân chứ không phải cho vũ khí hạt nhân. Việc tái xử lí nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng không được cấp phép ở Hoa Kỳ do những cân nhắc không phổ biến.
Tất cả các quốc gia khác tái chế vũ khí hạt nhân đã có từ lâu rồi sử dụng nhiên liệu đó để nghiên cứu trong quân đội ngoại trừ Nhật Bản. Thông thường với nhiên liệu thay đổi cứ ba năm một lần, khoảng một nửa số Pu-239 bị đốt cháy trong lò phản ứng, cung cấp khoảng 1/3 tổng năng lượng. Nó hoạt động giống như là U-235 và sự phân hạch giải phóng ra một nguồn năng lượng tương tự. Đốt cháy càng lớn, càng tiêu tốn nhiều lượng plutoni, phần phân hạch của plutonium càng thấp. Thông thường khoảng 1% nhiên liệu sử dụng được thải ra từ lò phản ứng là plutonium và 2/3 trong chúng được phân hạch (50% Pu-239, 15% Pu-241).
Toàn thế giới có khoảng 70 tấn plutonium chứa trong nhiên liệu đã qua sử dụng được loại bỏ khi các lò phản ứng tiếp nhiên liệu mỗi năm.

Nhiên liệu kim loại

Nhiên liệu kim loại có lợi thế về độ dẫn nhiệt cao hơn nhiều so với nhiên liệu oxit nhưng không thể tồn tại ở nhiệt độ cao như nhau. Nhiên liệu kim loại có một lịch sử lâu dài, kéo dài từ lò phản ứng clementine vào năm 1946 với nhiều thí nghiệm và nghiên cứu lò phản ứng.
Nhiều nhiên liệu kim loại có tiềm năng lớn về mật độ phân rã của nguyên tử. Nhiên liệu kim loại thường dùng để làm hợp kim nhưng có một số được sản xuất với uranium nguyên chất. Các hợp kim Urani đã được sử dụng bao gồm nhôm uranium, uranium zirconi, uranium silic, urani molypden và urani zirconium hydride. Bất kỳ loại nhiên liệu nào nói trên đều có thể được chế tạo bằng plutonium và các actinides khác như là một phần của chu trình nhiên liệu hạt nhân khép kín. Nhiên liệu kim loại đã được sử dụng trong các lò phản ứng hơi nước và lò phản ứng với kim loại lỏng, chẳng hạn như (EBR-ll).

Nhiên liệu Actinide

Trong một lò phản ứng nơtron nhanh, các actinit nhỏ được tạo ra bằng cách thu nhận neutron của urani và plutoni có thể được sử dụng làm nhiên liệu. Nhiên liệu actinide kim loại thường là một hợp kim của zirconium, urani, plutonium. Nó có thể được thực hiện an toàn bằng với việc mở rộng nhiệt hợp kim của kim loại sẽ làm tăng rò rỉ neutron.

Plutonium nóng chảy

Plutoni nóng chảy, hợp kim với các kim loại khác để hạ thấp điểm nóng chảy của nó và kết vỏ trong tantali, đã được thử nghiệm trong hai lò phản ứng  LAMPRE I và LAMPRE II tại LANL trong những năm 1960. LAMPRE đã trải qua ba lần thất bại khi phân tách nhiên liệu trong quá trình hoạt động.

Nhiên liệu TRIGA

TRIGA fuel là thuật ngữ được dùng trong TRIGA (sự đào tạo, nghiên cứu, đồng vị, tổng quát các nguyên tử) của các lò phản ứng. Sử dụng nhiên liệu UZrH, trong đó có sự thúc đẩy của hệ số nhiệt độ để nhiên liệu xảy ra theo chiều hướng tiêu cực, có nghĩa là khi nhiệt độ của lõi tăng thì sự phản ứng giảm vì vậy rất khó để cho năng lượng phóng xạ phát ra. Hầu hết các lõi sử dụng nhiên liệu này là các lõi rò rỉ cao, nơi các neutron bị rò rỉ dư thừa có thể sử dụng để nghiên cứu. Nhiên liệu TRIGA ban đầu được thiết kế để làm giàu uranium, tuy nhiên vào năm 1978 bộ năng lượng Hoa kỳ triển khai giảm cường độ nghiên cứu cho các lò phản ứng, thúc đẩy phản ứng chuyển hóa sang làm giàu uranium thấp. Tổng cộng có 35 nhà máy được lắp đặt tại các địa điểm xuyên suốt Hoa Kỳ. Xa hơn nữa 35 lò phản ứng cũng đã được lắp đặt ở nhiều các quốc gia khác nhau.

Nhiên liệu bằng gốm

Nhiên liệu bằng gốm thường có lợi thế so với nhiên liệu oxit về độ dẫn nhiệt cao và điểm nóng chảy, nhưng chúng dễ bị phình to so với nhiên liệu oxit và cũng không thể dễ dàng nắm bắt về nó.

Uranium carbide

Xem thêm thông tin tại: Uranium carbua
Phần lớn những gì được biết về Uranium cacbua là ở dạng các nguyên tố nhiên liệu dạng pin cho các lò phản ứng kim loại lỏng trong quá trình nghiên cứu mãnh liệt trong những năm 1960 và 1970. Tuy nhiên, gần đây sự quan tâm về vấn đề hồi sinh uranium cacbua ở nhiên liệu tấm và nhiều chú ý hơn là hạt nhiên liệu vi mô (ví dụ Triso).
Độ dẫn nhiệt và điểm nóng chảy cao khiến cho uranium cacbua là một nguyên liệu hấp dẫn. Ngoài ra, bởi vì sự thiếu oxy trong nhiên liệu (trong quá trình chiếu xạ, áp suất khí dư thừa có thể hình thành O₂ hoặc các khí khác) cũng như khả năng bổ sung lớp phủ gốm (giao diện gốm sứ) có sự lợi thế về cấu trúc và hóa học), Urani cacbua có thể là ứng cử viên nhiên liệu lý tưởng cho một số lò phản ứng thế hệ thứ 4 cũng như lò phản ứng nhanh làm mát bằng khí.

Nhiên liệu lỏng

Nhiên liệu lỏng là các chất lỏng có chứa nhiên liệu hạt nhân hòa tan và được chứng minh là có nhiều ưu điểm vận hành so với các phương pháp sử dụng nhiên liệu rắn truyền thống.
Các lò phản ứng nhiên liệu lỏng cung cấp các lợi thế an toàn đáng kể do chế độ tự điều chỉnh của lò phản ứng luôn ổn định. Điều này cung cấp hai lợi ích chính: hầu như loại bỏ các khả năng nhanh chóng xảy ra sự cố trong lò phản ứng, cung cấp khả năng tải tự động phù hợp với việc phát điện và các ứng dụng nhiệt của công nghiệp ở nhiệt độ cao.
Một ưu điểm lớn của lõi chất lỏng là khả năng thoát nước nhanh chóng an toàn vào bể chứa bị động. Lợi thế này đã được chứng minh một cách liên tục như là một phần của hoạt động chấm dứt hàng tuần của chương trình ORNL MSRE xuyên suốt trong 4 năm thành công.
Một ưu điểm nửa của lõi chất lỏng là khả năng giải phóng khí nexon thường hoạt động như một chất hấp thụ nơtron và gây ra sự biến dạng cấu trúc của các nguyên tố nhiên liệu rắn dẫn đến thay thế sớm các thanh nhiên liệu rắn với hơn 98% nhiên liệu hạt nhân không bị cháy bao gồm các actinit lâu dài. Ngược lại các lò phản ứng muối nóng chảy (MSR) có khả năng giữ lại hỗn hợp nhiên liệu trong thời gian dài, không chỉ làm tăng hiệu suất nhiên liệu mà còn đốt cháy phần lớn chất thải như một phần hoạt động bình thường.

Muối nóng chảy

Nhiên liệu muối nóng chảy có nhiên liệu hạt nhân hòa tan trực tiếp trong chất làm mát muối nóng chảy. Các lò phản ứng chứa muối nóng chảy (MSR) ví dụ như lò phản ứng LFTR  đều không hòa tan nhiên liệu hạt nhân trong chất làm mát.
Nhiên liệu muối nóng chảy được sử dụng trong LFTR được gọi là thí nghiệm phản ứng muối nóng chảy cũng như các thí nghiệm phản ứng lõi chất lỏng khác.Nhiên liệu lỏng của phản ứng muối nóng chảy là hỗn hợp của lithium, beryllium, thori và urani florua: LiF-BeF₂-ThF₄-UF₄ (72-16-12-0.4 mol%). Nó có nhiệt độ hoạt động cao nhất ở 705 °C trong phòng thí nghiệm và có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn nữa vì nhiệt độ sôi của muối nóng chảy cao hơn 1400 °C.

Nhiên liệu PWR

Nhiên liệu lò phản ứng áp suất nước bao gồm các que hình trụ được đưa vào bó. Một viên gốm oxit urani tạo thành dạng viên và được đưa vào các ống hợp kim Zircaloy rồi gói lại với nhau.
Các ống Zircaloy có đường kính khoảng 1 cm và chứa đầy khí heli để cải thiện sự dẫn nhiệt từ nhiên liệu đến lớp phủ. Có khoảng 179-264 thanh nhiên liệu cho mỗi bó nhiên liệu và khoảng 129-193 được nạp vào lõi lò phản ứng.
Nói chung các gói nhiên liệu bao gồm các thanh nhiên liệu đi kèm 14 *14 đến 17 *17 và gói nhiên liệu PWR dài khoảng 4 mét. Trong các bó nhiên liệu PWR, các thanh điều khiển được trực tiếp đưa thẳng qua đỉnh bên trong bó nhiên liệu. Các bó nhiên liệu thường được làm giàu vài phần trăm trong 235U. Ôxít urani được sấy khô trước khi đưa vào các ống để cố gắng loại bỏ độ ẩm trong nhiên liệu gốm có thể dẫn đến ăn mòn và làm mất hydro.
Các ống Zircaloy được điều áp với heli để cố gắng giảm thiểu sự tương tác giữa các hạt có thể dẫn đến thất bại của que nhiên liệu trong thời gian dài.

Nhiên liệu BWR

Trong phản ứng nước đun sôi, nhiên liệu giống như nhiên liệu PWR ngoại trừ các bó được đóng hộp còn có một ống mỏng xung quanh mỗi bó. Điều này chủ yếu được thực hiện để ngăn chặn các biến thể mật độ cục bộ ảnh hưởng đến neutronics và thủy nhiệt của lõi lò phản ứng. Trong các gói nhiên liệu BWR hiện đại có 91, 92 hoặc 96 thanh nhiên liệu mỗi cụm tùy thuộc vào nhà sản xuất. Khoảng 368 cụm nhỏ nhất cho đến 800 cụm lớn nhất ở Hoa Kỳ để hình thành lõi của lò phản ứng. Mỗi thanh nhiên liệu BWR được lấp đầy với helium với áp suất khoảng 3 atm (300 kPa).

Nhiên liệu CANDU

Các bó nhiên liệu Candu dài khoảng nửa mét và có đường kính 10 cm. Chúng bao gồm các hạt (UO₂) được nung kết trong các ống hợp kim zirconi cũng như tiếp tục hàn gắn thành đoạn cuối của tấm phiến hợp kim zirconi. Mỗi bó nặng gần 20 kg, mỗi lõi điển hình chứa 4500-6500 bó theo thứ tự tùy thuộc vào bản thiết kế. Bó CANFLEX có 43 thành phần nhiên liệu với hai kích thước phần tử. Nó có đường kính khoảng 10 cm, dài 0,5 m và nặng khoảng 20 kg và được thay thế cho bó chuẩn 37 trục. Nó được thiết kế đặc biệt để tăng hiệu suất nhiên liệu bằng cách sử dụng hai đường kính pin khác nhau và các thiết kế hiện tại của CANDU không cần làm giàu urani để đạt được mức độ quan trọng (do điều tiết nước hiệu quả hơn), tuy nhiên, một số khái niệm mới hơn kêu gọi làm giàu urani ít hơn để giúp giảm kích thước của lò phản ứng.

Hình thức nhiên liệu dưới dạng không phổ biến

Hình thức nhiên liệu hạt nhân khác nhau khác tìm thấy sử dụng trong các ứng dụng cụ thể, nhưng thiếu việc sử dụng rộng rãi trong BWR, PWR, và nhà máy điện CANDU. Nhiều người trong số các hình thức nhiên liệu chỉ được tìm thấy trong các lò phản ứng nghiên cứu, hoặc có các ứng dụng quân sự.

Nguyên liệu TRISO

Tristructural-đẳng hướng (TRISO) nhiên liệu là một loại hạt nhiên liệu vi mô. Nó bao gồm một hạt nhân nhiên liệu gồm UOX (đôi khi UC hoặc UCO) ở trung tâm, phủ một lớp bốn lớp của ba vật liệu đẳng hướng. Bốn lớp là một lớp xốp đệm làm bằng carbon, tiếp theo là một lớp bên trong dày đặc carbon pyrolytic (PYC), tiếp theo là một lớp gốm SiC để giữ lại sản phẩm phân hạch ở nhiệt độ cao và cung cấp cho các hạt TRISO toàn vẹn về cấu trúc hơn, tiếp bởi một lớp ngoài dày đặc của PYC. hạt nhiên liệu TRISO được thiết kế không để crack do sự căng thẳng từ các quá trình (như khác biệt mở rộng hoặc khí phân hạch áp nhiệt) ở nhiệt độ lên tới và xa hơn 1600 °C, và do đó có thể chứa nhiên liệu trong điều tồi tệ nhất của kịch bản tai nạn trong một đúng cách thiết kế lò phản ứng. Hai bản thiết kế lò phản ứng như vậy là lò phản ứng sỏi giường (PBR), trong đó hàng ngàn hạt nhiên liệu TRISO được phân tán thành sỏi graphite, và lò phản ứng khí làm mát bằng lăng trụ-block (chẳng hạn như GT-MHR), trong đó các hạt nhiên liệu TRISO được chế tạo thành máy ảnh compact và được đặt trong một ma trận khối graphite. Cả hai thiết kế lò phản ứng là lò phản ứng khí đốt ở nhiệt độ cao (HTGRs). Đây cũng là thiết kế lò phản ứng cơ bản của các lò phản ứng ở nhiệt độ rất cao (VHTRs), một trong sáu lớp học thiết kế lò phản ứng vào sáng kiến ​​thế hệ IV rằng đang cố gắng đạt tới nhiệt độ ổ cắm HTGR thậm chí cao hơn. Cả hai thiết kế lò phản ứng là lò phản ứng khí đốt ở nhiệt độ cao (HTGRs). Đây cũng là thiết kế lò phản ứng cơ bản của các lò phản ứng ở nhiệt độ rất cao (VHTRs), một trong sáu lớp học thiết kế lò phản ứng vào sáng kiến ​​thế hệ IV rằng đang cố gắng đạt tới nhiệt độ ổ cắm HTGR thậm chí cao hơn. Cả hai thiết kế lò phản ứng là lò phản ứng khí đốt ở nhiệt độ cao (HTGRs). Đây cũng là thiết kế lò phản ứng cơ bản của các lò phản ứng ở nhiệt độ rất cao (VHTRs), một trong sáu lớp học thiết kế lò phản ứng vào sáng kiến ​​thế hệ IV rằng đang cố gắng đạt tới nhiệt độ ổ cắm HTGR thậm chí cao hơn.
Hạt nhiên liệu TRISO ban đầu được phát triển ở Vương quốc Anh như một phần của dự án lò phản ứng Dragon. Việc đưa các SiC là rào cản sự khuếch tán lần đầu tiên được đề xuất bởi DT Livey. Các lò phản ứng hạt nhân đầu tiên sử dụng nhiên liệu TRISO là lò phản ứng Dragon và các powerplant đầu tiên là THTR-300. Hiện nay, máy ảnh compact TRISO nhiên liệu đang được sử dụng trong các lò phản ứng thử nghiệm, các HTR-10 ở Trung Quốc, và kỹ thuật thử nghiệm nhiệt độ cao lò phản ứng tại Nhật Bản. Yếu tố nhiên liệu cầu sử dụng một hạt TRISO với một UO₂ và UC dung dịch rắn hạt nhân đang được sử dụng trong Xe-100 tại Hoa Kỳ.

Nhiên liệu QUADRISO

Trong thành phần QUADRISO hạt một neutron chất độc dễ cháy (europi oxit hoặc Erbi ôxit hoặc cacbua) lớp bao quanh hạt nhiên liệu bình thường TRISO hạt để quản lý tốt hơn sự vượt trội của phản ứng. Nếu lõi được trang bị cả với nhiên liệu TRISO và QUADRISO, tại thời điểm đầu tiên trong sự hình thành của các nơtron không đạt được nhiên liệu của các hạt QUADRISO vì chúng đang dừng lại bởi những chất độc cháy. Trong thời gian chiếu xạ, chất độc làm suy yếu và nhiều neutron có thể dòng vào nhiên liệu hạt nhân QUADRISO hạt gây ra phản ứng phân hạch. Cơ chế này bù đắp cho sự suy giảm bình thường của vật liệu phân hạch trong nhiên liệu từ. Trong khái niệm tổng quát nhiên liệu QUADRISO chất độc cuối cùng có thể được trộn với nhiên liệu hạt nhân hoặc pyrocarbon bên ngoài. Khái niệm QUADRISO  đã được hình thành tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne.

Nhiên liệu RBMK

Nhiên liệu lò RBMKđược xây dựng theo kiến trúc của Soviet. Đây là một nhiên liệu uranium oxide thấp. Các thành phần nhiên liệu trong một RBMK dài 3 m, và hai trong số đó gắn kết chặt chẽ với nhau trên mỗi kênh nhiên liệu, ống áp lực. uranium tái chế từ VVER Nga lò phản ứng dành nhiên liệu được sử dụng để chế tạo nhiên liệu RBMK. Sau khi tai nạn Chernobyl, mức nhiên liệu được thay đổi từ 2,0% xuống còn 2,4%, để bù đắp cho những thay đổi thanh điều khiển và sự ra đời của vật liệu hấp thụ bổ sung.

Nhiên liệu CerMet

Nhiên liệu CerMet bao gồm các hạt nhiên liệu gốm (thường là urani ôxit) nhúng vào trong một ma trận bằng kim loại. Nó được đưa ra giả thuyết  rằng loại nhiên liệu là những gì được sử dụng trong lò phản ứng của Hải quân Hoa Kỳ. Nhiên liệu này có đặc điểm vận chuyển của nhiệt độ cao và có thể chịu sự dãn nỡ lớn.

Nhiên liệu Plate-type

Nhiên liệu Plate-type đã rơi ra khỏi lợi trong những năm qua.Nhiên liệu Plate-type thông thường gồm có kẹp giữa các tấm ốp kim loại urani được làm giàu. Tấm-loại nhiên liệu được sử dụng trong một số nghiên cứu lò phản ứng mà tuôn ra nơtron cao là mong muốn, cho người sử dụng chẳng hạn như tài liệu chiếu xạ nghiên cứu hoặc sản xuất đồng vị, nếu không có nhiệt độ cao trong nhiên liệu gốm, hình trụ. Nó hiện đang được sử dụng Advanced Test Reactor (ATR) tại Idaho National Laboratory, và các lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu tại University of Massachusetts Lowell Radiation Laboratory.

Nhiên liệu Sodium-bonded

Nhiên liệu Sodium-bonded bao gồm các nhiên liệu này có natri lỏng trong khoảng cách giữa các nhiên liệu sâm (hoặc hạt) và lớp phủ. Loại nhiên liệu này thường được sử dụng để làm lạnh bằng natri lỏng kim loại nhanh lò phản ứng. Nó đã được sử dụng trong EBR-I, EBR-II và FFTF. Sên nhiên liệu có thể bằng kim loại hoặc gốm sứ.Sodium bonding được sử dụng để làm giảm nhiệt độ của nhiên liệu.

Radioisotope heater units (RHU)

Radioisotope heater units thường cung cấp khoảng 1 watt của mỗi nhiệt, xuất phát từ sự phân rã của một vài grams plutonium-238. Nhiệt này được đưa ra liên tục trong nhiều thập kỷ. 
Chức năng của nó là cung cấp nhiệt cục bộ cao các thiết bị cảm biến (như thiết bị điện tử trong ngoài không gian). Các tàu thăm dò Cassini-Huygensđến Sao Thổ chứa 82 của các đơn vị này (ngoài 3 chính RTG của mình để phát điện). Các thăm dò Huygens để Titan chứa 35 thiết bị.