گفت‌وگوی علمی

تولید انرژی الکتریکی توسط (ژنراتور ترمواِلکتریک رادیو ایزوتوپ) در نیروگاه برقِ هسته ای به چه شکل میباشد؟؟

یک (ژنراتور ترمواِلکتریک رادیو ایزوتوپ) هیچ قسمت متحرکی ندارد و برای تبدیل مستقیم گرما به برق طراحی شده است. همانطور که گرما از یک مشعل گازی از طریق یک ماژول ترموالکتریک حرکت می کند، باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود.

برق مهندسی برق الکترونیک نیرو برق صنعتی

ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ (RTG) نوعی مولد انرژی است که از گرمای تولید شده توسط واپاشی (تجزیه) رادیواکتیو برای تولید برق استفاده می‌کند. این فناوری عمدتاً در مأموریت‌های فضایی، ایستگاه‌های تحقیقاتی دورافتاده و برخی از سامانه‌های هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نیروگاه برق هسته‌ای، از RTG به‌عنوان منبع اصلی تولید برق استفاده نمی‌شود، بلکه نیروگاه‌های هسته‌ای معمولاً بر پایه شکافت هسته‌ای کار می‌کنند که توان بسیار بیشتری تولید می‌کند. بااین‌حال، RTG می‌تواند در کاربردهای خاص در نیروگاه‌های هسته‌ای مورد استفاده قرار گیرد، مثلاً برای تأمین برق اضطراری در مواقع بحرانی. نحوه عملکرد RTG در تولید انرژی الکتریکی منبع گرما (رادیوایزوتوپ) در RTG، یک ایزوتوپ رادیواکتیو مانند پلوتونیوم-238 (Pu-238) به‌عنوان سوخت استفاده می‌شود. این ایزوتوپ به‌صورت طبیعی دچار واپاشی آلفا شده و گرما تولید می‌کند. تبدیل گرما به الکتریسیته (اثر ترموالکتریک) گرمای تولید شده توسط رادیوایزوتوپ به ماژول‌های ترموالکتریک منتقل می‌شود. این ماژول‌ها معمولاً از مواد نیمه‌هادی ساخته شده‌اند که به اثر سیبک (Seebeck Effect) وابسته‌اند. اختلاف دمای بین بخش گرم (در تماس با ایزوتوپ) و بخش سرد (رادیاتور یا محیط اطراف) موجب ایجاد جریان الکتریکی در داخل ماژول ترموالکتریک می‌شود. مدیریت و استفاده از برق تولیدی برق تولید شده به‌صورت جریان مستقیم (DC) است و می‌تواند برای تأمین انرژی تجهیزات الکترونیکی یا ذخیره در باتری‌ها استفاده شود. کاربرد RTG در نیروگاه‌های هسته‌ای تأمین برق اضطراری: در صورت ازکارافتادن سیستم‌های اصلی نیروگاه، RTG می‌تواند برق پایدار و طولانی‌مدت فراهم کند. حفظ سیستم‌های ایمنی: برخی از حسگرها و تجهیزات ایمنی که نیاز به برق دائمی دارند، ممکن است با RTG تغذیه شوند. مأموریت‌های خاص: در راکتورهای کوچک مدرن، RTG می‌تواند به‌عنوان یک منبع تغذیه کمکی مورد استفاده قرار گیرد. مزایا و معایب RTG مزایا: بدون قطعات متحرک، بنابراین نیاز به نگهداری کم دارد. عمر طولانی (می‌تواند دهه‌ها برق تولید کند). مناسب برای محیط‌های دورافتاده یا مأموریت‌های فضایی. معایب: توان خروجی کم نسبت به راکتورهای شکافت هسته‌ای. هزینه بالا به دلیل نیاز به ایزوتوپ‌های رادیواکتیو خاص. ملاحظات ایمنی و زیست‌محیطی در مدیریت مواد رادیواکتیو. نتیجه‌گیری: در نیروگاه‌های هسته‌ای، تولید برق عمدتاً از شکافت هسته‌ای انجام می‌شود، اما RTG می‌تواند برای کاربردهای خاص، به‌ویژه تأمین برق اضطراری مورد استفاده قرار گیرد.


0
برای ارسال پاسخ شوید.