放射性同位素加熱器
放射性同位素加熱器(Radioisotope heater units)，英文簡稱「RHU」，是通過放射性衰變提供熱量的小型裝置。它們類似於微型的放射性同位素熱能發電機(RTG)，通常每台發電機提供約1瓦特的熱量，這些熱量來源於數克鈈-238的衰變-雖然也可以使用其他放射性同位素。這些放射性同位素加熱器產生的熱量能持續釋放數十年，理論上可長達一個世紀甚至更長[1]。
在航天器中，放射性同位素加熱器是加熱關鍵部件和子系統所必需的，由於它無需加熱子系統，也降低了航天器的複雜性。通過儘可能少的加熱子系統，可降低航天器的整體複雜性[1]。
雖然放射性同位素加熱器(RHU)和放射性同位素熱能發電機(RTG)都使用放射性同位素(通常是鈈-238)的衰變熱，但由於節省了熱能發電機所需的熱電偶和散熱片，因此，加熱器通常要小得多。加熱器和發電機都有堅固耐熱的外殼，以確保飛行器在發生發射或再入故障時，能安全地保存放射性同位素，熱離子發生器也使用了類似的方案，單只加熱器(包括保護層)的總質量約為40克。
航天器應用
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大多數月球和火星表面探測器都使用放射性同位素加熱器來升溫，包括許多使用太陽能電池板而非放射性同位素熱能發電機來供電的探測器。例如1969年阿波羅11號安放在月球上的地震儀，其中就含有1.2盎司(34克)的鈈-238；火星探路者以及火星探測車勇氣號和機遇號。放射性同位素加熱器在月球上特別有用，因為它有漫長而寒冷的兩周黑夜。
實際上，火星以外的每一次深空任務都使用放射性同位素加熱器和熱能發電機。太陽輻照度隨着與太陽距離的平方而減少，所以需要另外的熱量來保持航天器部件處於標準的運行溫度下。其中部分熱量通過電力產生，因為它們更易控制，但放射性同位素熱能發電機的效率遠低於放射性同位素加熱器，因為它只能將百分之幾的熱量轉化為電能，其餘熱量都被排放到太空中。
發射到土星的卡西尼-惠更斯號探測器攜帶有82隻放射性同位素加熱器(其中三隻主要的用於熱能發電機發電)，相應的惠更斯號探測器也安裝有35隻加熱器。
美國能源部開發了主要用於太空的通用熱源(GPHSE)，它們既可以單獨使用，也可組合使用，最大能組合18隻用於部件加熱和熱能發電機發電。每隻通用熱源(GPH)包含四個包覆銥殼的鈈-238燃料芯塊，高5厘米，面積10平方厘米，重1.44千克。
另請參閱
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參考文獻
編輯- ^ 1.0 1.1 美国能源部：放射性同位素加热器 (PDF). 美國能源部, 太空和國防電力系統辦室. 1998年12月 [2010年3月24日]. （原始內容 (PDF)存檔於2016年8月10日）.
外部連結
編輯- 美國宇航局放射性同位素動力系統網站-放射性同位素加熱器頁 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- 放射性同位素加熱裝置概況表 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）-美國宇航局卡西尼號任務網站