РАДИОНУКЛИДНЫЙ ИСТОЧНИК ТЕПЛА

Полезная модель относится к радиоизотопной энергетике, а более конкретно к радионуклидным источникам тепла (РИТ), используемым в термоэлектрических преобразователях.
Основное функциональное назначение РИТ - излучение тепловой энергии. Основное конструктивное назначение РИТ - локализация радионуклида в замкнутом герметичном объеме. При этом конструкция РИТ должна обеспечивать стойкость к воздействию функциональных вибрационных, линейных и ударных перегрузок, устойчивость к воздействию высоких температур в рабочем режиме и при вероятных аварийных ситуациях, окислительную стойкость в воздушной среде при высоких температурах и коррозионную стойкость при нахождении в естественных и агрессивных средах. Конструкционные материалы РИТ должны быть совместимы между собой и радионуклидным топливом во всех режимах функционирования РИТ и обладать необходимой пластичностью и прочностью, обеспечивающими их не разрушение при ударе о твердые материалы Земли и в других экстремальных ситуациях.
Известен радиоизотопный источник тепла (п. РФ №90925, опубл. 20.01.2010), содержащий силовую оболочку, состоящую из корпуса и крышек, капсулу, установленную внутри силовой оболочки и состоящую также из корпуса и крышек, топливную таблетку из двуокиси плутония-238, которая, в свою очередь, установлена внутри капсулы, при этом корпус последней выполнен витым из ленты, а крышки жестко соединены с ее торцами, корпус силовой оболочки также выполнен витым из ленты, а крышки жестко соединены с ее торцами, между крышками капсулы и силовой оболочки с двух сторон установлены демпфирующие элементы. Витой корпус силовой оболочки и ее крышки изготовлены из сплавов тугоплавких металлов. Витой корпус капсулы и ее крышки изготовлены из коррозионностойких конструкционных материалов. На силовой корпус снаружи нанесено покрытие, состоящее из следующих слоев: вольфрам, дисилицид молибдена, окись алюминия или окись гафния.
Наиболее близким техническим решением к полезной модели является радиоизотопный источник тепла (п.РФ №2237301, опубл. 27.09.2004). РИТ содержит силовую герметичную оболочку, состоящую из корпуса и крышки, капсулу, установленную внутри силовой оболочки, топливную таблетку из двуокиси плутония-238, которая, в свою очередь, установлена внутри капсулы, дистанцирующий элемент.Корпус капсулы выполнен в виде витой оболочки и крышек, жестко соединенных с торцами витой оболочки. Дистанцирующий элемент, выполненный из упругого материала, размещен между силовой оболочкой и капсулой. Устройство имеет полость для сбора радиогенного гелия, образованную капсулой и силовой оболочкой.
Недостатком данной конструкции радионуклидного источника тепла является недостаточная стойкость изделия к аварийным воздействиям при экстремальных условиях, что может привести к разрушению ампулы радионуклидного источника тепла и недопустимому выходу радиогенного гелия из РИТ в окружающую среду.
Задачей полезной модели является создание конструкции РИТ, способной выдерживать ударные аварийные воздействия, не допускающей выход радиоактивного содержимого в окружающую среду сверх допустимого значения.
Задача решается тем, что в РИТ, содержащем силовую герметичную оболочку, состоящую из корпуса и крышки, капсулу, установленную внутри силовой оболочки, топливную таблетку из двуокиси плутония-238, которая, в свою очередь, установлена внутри капсулы, корпус которой выполнен в виде витой оболочки из ленты и крышек, жестко соединенных с торцами витой оболочки, дистанцирующий элемент, выполненный из упругого материала и размещенный между силовой оболочкой и капсулой, устройство имеет полость для сбора радиогенного гелия, образованную капсулой и силовой оболочкой, силовая герметичная оболочка окружена демпфирующей оболочкой. Демпфирующая оболочка выполнена в виде цилиндра и двух крышек имеющих с внутренней стороны набор энергопоглощающих элементов.
Введение демпфирующего слоя позволило поглощать часть энергии при ударных аварийных воздействиях и при необходимости удерживать газ, образующийся в результате распада топлива при эксплуатации в течение гарантийного срока.
На фигуре схематично изображена конструкция РИТ.
РИТ содержит силовую герметичную оболочку, состоящую из крышки 1 и корпуса 2, капсулу, установленную внутри силовой оболочки, корпус которой состоит из витой оболочки 3 и крышек 4, топливные таблетки 5, которые, в свою очередь, установлены внутри корпуса капсулы, и демпфирующую оболочку, состоящую из обечайки 6 и двух крышек 7, имеющих с внутренней стороны набор энергопоглощающих элементов. Витая оболочка 3 и крышки 4 жестко соединены между собой в цилиндрической части.
Силовая оболочка с демпфирующей оболочкой удерживают давление радиогенного гелия, развивающегося во времени во внутренней полости при эксплуатации, а также предохраняет капсулу от воздействия механических нагрузок при эксплуатации и аварийных ситуациях.