Radionuklid-Heizelement

Schnittbild durch ein RHU-Heizelement

Bestandteile einer RHU als Vergleichsgröße dient eine Ein-Cent-Münze

Ein Radionuklid-Heizelement wird in der Raumfahrt verwendet und liefert durch den Zerfall einer kleinen Menge eines Radionuklids Wärme zur Beheizung kälteempfindlicher Teile einer Raumsonde, eines Landers oder eines Rovers.

Seine Funktion ist, empfindliche Ausrüstungsgegenstände (wie Elektronik) in Raumflugkörpern zu beheizen. Dieses ist effektiver als elektrische Energie die von Radionuklidbatterien geliefert wird zu Beheizung zu verwenden, da der Wirkungsgrad von Radionuklidbatterien bei der Umwandlung der Zerfallswärme in elektrische Energie sehr gering ist. Um genug elektrische Energie zum Heizen bereitzustellen würden sonst Radionuklidbatterie mit einer viel größere Menge des teuren Radionuklids benötigt, als bei der Verwendung von Heizelementen an den Kälteempfindlichen Bauteilen der Sonde. Bei einem Radionuklid-Heizelement steht die gesamte Wärmeleistung des Radionuklids als Nutzwärme zum Heizen zur Verfügung. Je nach Missionslänge, Wärmebedarf und anderer Kriterien ist die Verwendung verschiedener Radioisotope möglich. So verwendete Lunochod 1 Polonium ²¹⁰Po - die amerikanischen Marsrover und Sonden dagegen Plutonium ²³⁸Pu.

Ebenfalls Lander und Rover auf Planeten und Monden nutzen Radionuklid-Heizelemente um nachts nicht auszukühlen, selbst wenn sie tagsüber ihre Energie aus Solarzellen beziehen, weil Akkusysteme für das speichern der Energie zur Beheizung während der Nacht oft zu schwer sind.

Die von den Vereinigten Staaten hergestellten RHU (Radioisotope Heater Unit) enthalten jeweils ein Pellet aus 2,7 g Plutoniumdioxid. Dieses Plutoniumdioxidpellet ist von einer Hülle aus einer Platin-Rhodium-Legierung umgeben, die sich in einer Isolierung aus Grafit und diese wiederum in einem Hitzeschild aus demselben Material befindet. Die Gesamtmasse eines einzelnen RHU, einschließlich Abschirmung, beträgt ungefähr 40 Gramm. Eine RHU ist 3,2 cm lang und hat 2,6 cm Durchmesser^[1].

Der Cassini-Huygens Orbiter enthält 82 dieser Heizeinheiten (zusätzlich zu seinen drei RTGs für Stromerzeugung), der Huygens-Titanlander enthält 35^[2].

Quellen

1. ↑ Radioisotope Heating Unit
2. ↑ Die Radioisotopenelemente an Bord von Raumsonden

Weblinks

 Commons: RHU – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• U.S. Departement of Energy: Radioisotope Heater Units
• Die Radioisotopenelemente an Bord von Raumsonden