[科普中国]-核反应堆热离子发电器

核反应堆热离子发电器是指用核反应堆作为热源、热离子能量转换器作为能量转换系统的核电源。其原理是将核反应堆裂变产生的热能转变为电能。

简介核反应堆热离子发电器是指用核反应堆作为热源、热离子能量转换器作为能量转换系统的核电源1。

原理其原理是将核反应堆裂变产生的热能转变为电能。

组成核反应堆系统主要由反应堆活性区、反应堆控制系统、冷却系统、核辐射防护屏蔽(中子和y射线屏蔽)和辅助系统等组成1。

反应方式反应堆活性区是发生核裂变反应的地方，是核反应堆的心脏，主要部件是热离子燃料元件和氢化锆慢化剂。热离子燃料元件用UO2作燃料，用来产生核裂变热能。热离子能量转移器实际上是充有铯蒸气的真空二极管，又称为热离了极管。热离子能量转换器利用核裂变放出的热量，加热二极管的发射极到1500°C以上，发射极发射出的电子穿过电极空间为接受极接收，流经负载形成回路，裂变能直接变为电能。

因素热离子一极管的转移效率与发射极温度有关，当发射极温度为1600°C时， 效率在10%左右; 当发射极温度为1800°C时，效率可达18%。空间核反应堆热离子电源系统发电功率可达几千瓦到几百千瓦，寿命10年以上1。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学