РИФЭГ на стронции

от Татарина
 

au

   
★★☆
А ничего особенного: сульфид стронция и некоторые излучающие комплексы в нём - крайне устойчив к радиационным повреждениям. Создать дефекты в решётке получалось только после облучения нейтронами - если вот прямо по ядру долбануть. Облучение электронами выносил очень-очень долго без каких-либо видимых эффектов... Хотели когда-то как невыгорающий люминофор в ЭЛТ, но ЭЛТ успели уже закончиться.
Как вариант поэтому захотелось сунуть в фотопреобразователь с каким-нить бета-излучателем.

Есть добавки, которые с выходом 0.9 от входа под облучением дают ровно микрон-с-фигом, в аккурат под максимум КПД кремниевых батарей, есть комплексы, которые дают длину волны точно под арсенид галлия. Итоговый КПД конверсии (теоретический, конечно, на практике проверить не пришлось) получался под 50% при мощности до десятков Вт/кг без биозащиты. Вывод излучения - световодом, так что радиационная стойкость СБ здесь не ограничитель. И огромное отличие от любой термоконверсии: вырабатываемая мощность падает со временем почти ровно по той же экспоненте, что и мощность распада. В термоконверсии ведь как? Упала мощность - упала температура - упал КПД и хорошо если в разы (как для ТЭГ), а то ведь для термоэмиссионных, термоионных или термофото- конвертеров - сразу на порядки.

Упёрлось в одно: 1 ватт на стронции-90 - это полный полярный лис, который требует серьёзной биозащиты и внимательного, вдумчивого подхода.
 


Так сколько же нужно защиты в сантиметрах вольфрама?
 1.5.01.5.0
EE Татарин #31.07.2010 20:01  @au#31.07.2010 19:05
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Только не РИТЭГ, а РИФЭГ тогда уж. Идея очень старая, в Союзе этим баловались в 70-е, даже в "Справочнике конструктора РЭА" за 74-й год такие батарейки описываются.

au> Так сколько же нужно защиты в сантиметрах вольфрама?
Так - для чего? :) Что защищаем?
Чтобы лично мне спокойно рядом с ним было? :) Ну, сантиметров так пять неразъёмной оболочки. И в сейфе, и чтоб я был в другом городе. :)

Если мне не изменяет память, ватт - это почти грамм материала. Голая такая штука секунд за десять сведёт в могилу легко и непринуждённо.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125
AU#31.07.2010 20:25  @Татарин#31.07.2010 20:01
+
-
edit
 

au

   
★★☆
Татарин> Только не РИТЭГ, а РИФЭГ

Поправил.

Татарин> Так - для чего? :) Что защищаем?

Ну... (где тут краснеющий смайл?) От 1 до 10кВт генератор долгоиграющий, непритязательный, можно очень-очень тяжёлый... Интересно вот :)

Татарин> Чтобы лично мне спокойно рядом с ним было? :) Ну, сантиметров так пять неразъёмной оболочки. И в сейфе, и чтоб я был в другом городе. :)

Всего пять? Тю. А размеры на мощь примерно какие? Чтобы массу прикинуть.

Татарин> Если мне не изменяет память, ватт - это почти грамм материала. Голая такая штука секунд за десять сведёт в могилу легко и непринуждённо.

Ну чего же голая, в капсуле конечно, вольфрам + сталь для конструктива.
 1.5.01.5.0
EE Татарин #31.07.2010 21:56  @au#31.07.2010 20:25
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
au> Ну... (где тут краснеющий смайл?) От 1 до 10кВт генератор долгоиграющий, непритязательный, можно очень-очень тяжёлый... Интересно вот :)
Для удовлетворения эскапистких склонностей? :)

au> Всего пять? Тю. А размеры на мощь примерно какие? Чтобы массу прикинуть.
Средняя плотность самого материала - что-то чуть легче железа. Плюс, если речь о киловаттных мощностях нужно серьёзно подумать о теплоотводе из горячей зоны. Люминофору удобно светиться в относительном холоде, в тепле быстро растут безызлучательные потери, падает КПД преобразования. При комнате ещё куда ни шло, но 400-500К - это уже неприемлимо.
Киловатт в пару десятков тонн с биозащитой можно было бы уложить.

Но повторюсь - это дело застряло на этапе ковыряния пальцем в носу "а куда бы это ещё впендюрить можно?". Технологические проблемы там должны были быть: например, радиационная устойчивость световодов (традиционный кварц не подходит, не говоря уж о стёклах). Было несколько мыслей по поводу преодоления, но - ...
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125
MD Fakir #31.07.2010 22:07  @Татарин#31.07.2010 21:56
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> Киловатт в пару десятков тонн с биозащитой можно было бы уложить.

А какой вообще смысл в таком тяжком ужасе? :)
 3.0.153.0.15
AU#31.07.2010 22:22  @Татарин#31.07.2010 21:56
+
-
edit
 

au

   
★★☆
Татарин> Для удовлетворения эскапистких склонностей? :)

Не, резервное/минимальное питание для долгоиграющего (в автономном режиме) оборудования.

au>> Всего пять? Тю. А размеры на мощь примерно какие? Чтобы массу прикинуть.
Татарин> Средняя плотность самого материала - что-то чуть легче железа. Плюс, если речь о киловаттных мощностях нужно серьёзно подумать о теплоотводе из горячей зоны. Люминофору удобно светиться в относительном холоде, в тепле быстро растут безызлучательные потери, падает КПД преобразования. При комнате ещё куда ни шло, но 400-500К - это уже неприемлимо.

Комнатная — легко.
По мощности диапазон приемлемого весьма широк. Точно не стоит больше 10к. Точно мало меньше 100. Около 1к — вроде самое оно. Но питания много не бывает, так что сверху ограничивается проблемностью, снизу — функциональностью запитанного от него оборудования.

Татарин> Киловатт в пару десятков тонн с биозащитой можно было бы уложить.

Дык размеры самого аппарата (без защит и проч.) какие? А то биозащита — понятие растяжимое. Не для отопления детского садика эта штука думается :) Общая конструктивная схема думается такой: вольфрамовый стакан с крышкой, внутри всё горячее хозяйство, снаружи стальной крепёж.

Чисто отфонарно, пока нет цифр: вольфрамовый стакан (полый цилиндр) длиной метр, внутренним диаметром полметра, и толщиной стенок 5см — это 8640кг.

Татарин> Технологические проблемы там должны были быть: например, радиационная устойчивость световодов

А металлические зеркала не подойдут вместо световодов? Грубо говоря труба с полированными внутренними стенками.
 1.5.01.5.0
EE Татарин #31.07.2010 22:22  @Fakir#31.07.2010 22:07
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Татарин>> Киловатт в пару десятков тонн с биозащитой можно было бы уложить.
Fakir> А какой вообще смысл в таком тяжком ужасе? :)
Не знаю - не ко мне вопрос.

Но РИТЭГи гораздо тяжелее, требуют серьёзного теплоотвода и куда более более мощных источников (что означает и бОльшую массу биозащиты; на серийных она была весьма далека от обеспечения безопасности при постоянном присутствии людей - до сотен мР/ч вблизи РИТЭГа, за сутки пару рентген можно было набрать запросто). А посмотри цифры даже так - две тонны на полсотни ватт у лучших.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125
MD Fakir #31.07.2010 22:24  @Татарин#31.07.2010 22:22
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> Но РИТЭГи гораздо тяжелее,

Гораздо тяжелее?!

Киловатт на пару десятков тонн?!!

Не, ты, ИМХО, гораздо преувеличиваешь :)

Татарин> требуют серьёзного теплоотвода

Что да то да.

Татарин> А посмотри цифры даже так - две тонны на полсотни ватт у лучших.

Э-э, ты на кого равняешься?
 3.0.153.0.15
EE Татарин #31.07.2010 22:55  @au#31.07.2010 22:22
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
au> Не, резервное/минимальное питание для долгоиграющего (в автономном режиме) оборудования.
Связисты-маяки-погодные станции?
А как с обеспечением "человеческой" безопасности?

au> Дык размеры самого аппарата (без защит и проч.) какие? А то биозащита — понятие растяжимое. Не для отопления детского садика эта штука думается :) Общая конструктивная схема думается такой: вольфрамовый стакан с крышкой, внутри всё горячее хозяйство, снаружи стальной крепёж.
Блин, как будто у меня готовый аппарат стоИт. :) У меня нет ничего кроме знания о материале и фантазий с выкладками на тему. :)

Примерный расклад такой. Представьте себе ядерную лампочку: вот такой вот лист материала, который светится сам по себе (почему лист? Потому что из структуры с большим отношением объём/поверхность ни свет, ни тепло толком не отвести). С квадратного сантиметра материала можно снимать в свете максимум несколько ватт, лучше - меньше, дабы облегчить вывод света и тепла. Значит, для киловатта требуется по-хорошему что-то порядка квадратного метра (порядка! не надо понимать это как 1000мм на 1000мм, фирма точность не гарантирует), при этом тепло в количестве 10Вт с кв.дм. ещё способно отводиться конвекцией (материал, если иметь в виду оптическую керамику, проводит тепло достаточно плохо).
Это лист из довольно хрупкого материала толщиной несколько см и масса его будет порядка десятков-первой сотни кило. От поверхности листа хреначит гамма-излучение, способное свалить в могилу здорового человека за считаные секунды, в основном - рентген, но есть и очень жёсткая гамма в большом количестве.
Остальное (форма, расположение, вывод света, технология, тип и расположение фотоэлектрических батарей, биозащита, тип инвертора, расположение радиаторов и выключателя питания и надписи над ним :)) - на усмотрение инженера. Собссно, и "лист" не обязателен, обязательна поверхность, с которой нужно выводить свет.

Вот как-то так.

au> А металлические зеркала не подойдут вместо световодов? Грубо говоря труба с полированными внутренними стенками.
Если заполнить инертным газом - может, и подойдёт.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125
EE Татарин #31.07.2010 22:57  @Fakir#31.07.2010 22:24
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Татарин>> Но РИТЭГи гораздо тяжелее,
Fakir> Гораздо тяжелее?!
Fakir> Киловатт на пару десятков тонн?!!
С биозащитой? Да ни в жизнь.
Во многие разы тяжелее.

Без - я уже приводил прикидки для РИФЭГа: мощность в десятки Вт с килограмма.


Fakir> Э-э, ты на кого равняешься?
code text
  1.         Тепловая мощность РИТ, Вт  Начальная номинальная активность РИТ, тысячи Кюри    Электрическая мощность РИТЭГа, Вт  Выходное электрическое напряжение РИТЭГа, В       Масса РИТЭГа, кг   Начало пр
  2.  
  3.  
  4. Эфир-МА   720     111     30      35      1250    1976
  5. ИЭУ-1        2200    49      80      24      2500    1976
  6. ИЭУ-2        580     89      14      6       600     1977
  7. Бета-М     230     35      10              560     1978
  8. Гонг        315     49      18      14      600     1983
  9. Горн        1100    170     60      7 (14)  1050 (3 РИТ)
  10. 1983
  11. ИЭУ-2М      690     106     20      14      600     1985
  12. Сеностав        1870    288                     1250    1989
  13. ИЭУ-1М      2200 (3300)     340 (510)       120 (180)       28      2 (3) x 1050    1990
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125
Это сообщение редактировалось 31.07.2010 в 23:05
MD Fakir #31.07.2010 23:02  @Татарин#31.07.2010 22:57
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> С биозащитой? Да ни в жизнь.
Татарин> Во многие разы тяжелее.

Именно на стронции, что ли?
 3.0.153.0.15
EE Татарин #31.07.2010 23:04  @Fakir#31.07.2010 23:02
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Татарин>> С биозащитой? Да ни в жизнь.
Татарин>> Во многие разы тяжелее.
Fakir> Именно на стронции, что ли?
Ага. Я чуть выше добавил табличку. Для наглядности. :)
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125
RU EvgenyVB #31.07.2010 23:16  @Татарин#31.07.2010 20:01
+
-
edit
 

EvgenyVB

опытный

Татарин> Если мне не изменяет память, ватт - это почти грамм материала. Голая такая штука секунд за десять сведёт в могилу легко и непринуждённо.
а можно поподробнее для дилетантов :)
выше речь шла о Стронции-90?
ЕМНИП у Стронция-90 бета-распад с энергией в 0.5МэВ
откуда такая мощность излучения?
 
AU#31.07.2010 23:21  @Татарин#31.07.2010 22:55
+
-
edit
 

au

   
★★☆
au>> Не, резервное/минимальное питание для долгоиграющего (в автономном режиме) оборудования.
Татарин> Связисты-маяки-погодные станции?

Очень похоже, только менее доступно для праздношатающихся. Правда персонал предусмотрен довольно недалеко (совсем отдельно), но не впритык, за стенкой и вообще за кучей всякого железа. Это всё вдобавок к стакану.

Татарин> А как с обеспечением "человеческой" безопасности?

Вольфрамовый стакан закручивается за заводе-производителе "как в последний путь", устанавливается в монтажную конструкцию, и фиг его от неё открутишь потом, или даже доберёшься до него, потом на своё (малодоступное) место. В общем, обеспечивается.

Дальше завтра прочитаю :)
 1.5.01.5.0
EE Татарин #31.07.2010 23:25  @EvgenyVB#31.07.2010 23:16
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
EvgenyVB> ЕМНИП у Стронция-90 бета-распад с энергией в 0.5МэВ
EvgenyVB> откуда такая мощность излучения?
Из-за иттрия-90, в который распадается стронций. Иттрий-90 имеет полураспад порядка десятков часов (то есть, несравнимо со стронцием) и с хорошей вероятностью высвечивает двухМэВный квант.

Но вообще-то говоря, и полМэВной беты достаточно, чтобы задолбать любого желающего рентгеном. Сам стронций - тяжёлый элемент, так что и характеристический, и тормозной рентген - там весьма знойные.

...хотя насчёт "десятка секунд - могила" я, признаю, погорячился. :) Для верности нужно порядка часа на нём посидеть. По порядку величин вплотную к 1-граммовому образцу будет что-то типа килорентгена в час.
Просто я как-то раз видел пластик, который полежал недолго с относительно маломощным стронциевым источником в сейфе через полку. С тех пор я с большим уважением отношусь к стронций-иттриевым источникам и препаратам. :)
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125
Это сообщение редактировалось 31.07.2010 в 23:34
RU EvgenyVB #01.08.2010 08:42  @Татарин#31.07.2010 23:25
+
-
edit
 

EvgenyVB

опытный

Татарин> Но вообще-то говоря, и полМэВной беты достаточно, чтобы задолбать любого желающего рентгеном. Сам стронций - тяжёлый элемент, так что и характеристический, и тормозной рентген - там весьма знойные.
то есть там основная бяка - это тормозное рентгеновское?

Татарин> Просто я как-то раз видел пластик, который полежал недолго с относительно маломощным стронциевым источником в сейфе через полку. С тех пор я с большим уважением отношусь к стронций-иттриевым источникам и препаратам. :)
а я очень уважительно отношусь к цезию-137 :)
до сих пор помню эпопею с вытаскиванием ампулы с цезием на заводе ...
 
EE Татарин #07.08.2010 23:58  @EvgenyVB#01.08.2010 08:42
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
EvgenyVB> то есть там основная бяка - это тормозное рентгеновское?
Да. Но совсем игнорировать жёсткую гамму нельзя, в процентах от энергии её мало, но мощность источников такова, что биологический эффект может быть ощутимый. В описании РИТ (стронциевый ТВЭЛ для большинства советских РИТЭГов) упоминается его защита: сталь и свинец в несколько см. И уровень гамма-излучения за защитой - порядка сотен мР/ч.
Что для житейских применений по нынешним реалиям - совершенно негодно.

EvgenyVB> а я очень уважительно отношусь к цезию-137 :)
Ну, цезий-137 - как "топливо" неудобен, он как гамма-излучатель хорош.
Там 94% распада - в промежуточное состояние с последующим высвечиванием. На них, НЯЗ, РИТЭГи делать и не пытались. Да и верно: незачем.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  5.0.375.1255.0.375.125

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru