МАТЕРИАЛЫ ОБОЛОЧЕК, КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕПЛОНОСИТЕЛИ РАДИОНУКЛИДНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
Главной частью радионуклидного генератора является топливная капсула. Она подвержена высоким тепловым и механическим нагрузкам, испытывает бомбардировку частицами, подвержена химическому воздействию. Материалы оболочек, конструкций, теплоносителя и теплопроводников, материалы самой капсулы источника должны быть высокопрочными, стойкими к облучению, коррозии и химическому воздействию и теплопроводными. Совместимость материалов оболочек, конструкций и теплопроводящих материалов в основном определяется их стойкостью по отношению к коррозии и химическому воздействию.
На рис. 15.9 показаны поперечный разрез типичного радионуклидного термоэлектрического генератора и взаимное расположение керамического топлива и металлического материала оболочки топлива. Показаны разрез изоляторов и полупроводников самого термоэлектрического преобразователя, теплоизлучатель с ребрами охлаждения и возможная защита от излучения.
Рис. 15.9. Поперечный разрез радионуклидного термоэлектрического генератора
Таблица 15.3. Некоторые материалы противоаварийной оболочки, конструкционные и теплопередающие материалы радионуклидных генераторов
В качестве материалов оболочки, конструкционных и тепло передающих материалов радионуклидных генераторов мощности используют в основном аустенитные нержавеющие стали, никелевые сплавы, сплавы титана и специальные сплавы, состав которых указан в табл. 1S.3. Выбор этих материалов сделан на основе требований к ним, приведенных в предыдущем разделе о топливных и конструкционных материалах.
В радионуклидных термоэлектрических генераторах (рис. 15.9) установок серии SNAP-7 для космических, навигационных и метерологических исследований в качестве топлива использованы титанат стронция SrTiC>3 или окись стронция Sr2 O3. Оба соединения нерастворимы в воде. Топливная капсула изготовлена из нержавеющей стали, сплава титана или никелевого сплава, имеющих хорошие защитные, конструкционные и теплопроводящие свойства. Термоэлектрический преобразователь состоит из полупроводниковых (Si, Ge) выводов и термоизоляторов. Противоаварийная оболочка также выполнена из нержавеющей стали или никелевого сплава. Теплоизлучатель (с ребрами, или без них) для рассеяния тепла изготовлен из титана или его сплава. Для учета теплового расширения в узлах с теплоносителями предусмотрены зазоры. Для бета-излучателя 9 0 Sr оболочка капсулы и конструкционные материалы являются вполне достаточной радионуклидной защитой. Для гамма-излучателя 90Со необходима защита от проникающего излучения.
