基于~(241)AmO_2驱动放射性同位素温差发电器在月球表面输出性能模拟计算

~(238)Pu驱动放射性同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator,RTG)在深空探测中具有广泛应用。但是~(238)Pu生产工艺复杂、产量小,不能完全满足深空探测任务的需求,有必要寻找~(238)Pu替代物。~(241)Am半衰期长,剂量率低,比功率合适,来源广泛,可以用作~(238)Pu替代物。其氧化物~(241)AmO_2陶瓷是最有可能的燃料形式。本文基于GPHS热源构型,设计一种单模块RTG,采用有限元软件ANSYS计算该型RTG在月球表面昼夜温度下的输出电功率以及温度分布。结果表明,该型RTG在月球表面昼夜温度下输出电功率约2W,转换效率约3.5%,对月球表面环境适应性良好。与欧洲太空局200W热源~(241)AmO_2-RTG相比转换效率略低;与韩国原子能研究所120W ~(238)PuO2-RTG相比转换效率相等。研究结果表明该~(241)AmO_2-RTG的设计方案可行。