Wie viel Leistung erzeugen strahlungsbasierte Motoren?

Ich habe gehört, dass die Voyager-Satelliten eine radioaktive Quelle benutzten, um die Computer- und Sensorsysteme mit Energie zu versorgen. Wie viel Leistung kann diese Technik heutzutage erzeugen? Könnte es zum Beispiel einen Kampfroboter antreiben? Welche Materialien könnten verwendet werden? Ist es für einen Zivilisten legal, so viel Material zu bekommen?

Menschen bekämpfen oder Ameisen bekämpfen?
@JonCuster, ein weiterer Kampfroboter. Sie sind beide so groß wie ein großer Hund.
Eine Kugel aus Pu-238 mit 5,5 cm Durchmesser hat eine Masse von ~1,7 kg und gibt über 980 Watt Wärme ab. Dann ist es frisch. Nach 87,7 Jahren (das ist die Halbwertszeit) haben Sie nur noch ~0,85 kg Pu. Es zerfällt durch Alpha-Emission zu U-234 (mit einer Halbwertszeit von 245.500 Jahren). Die Alpha-Teilchen werden zu ~80 L Helium (bei STP) neutralisiert.

Antworten (1)

Die von der NASA verwendeten Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generators (MMRTG) sind für die Zwecke, an die Sie denken, wahrscheinlich nicht machbar, obwohl sie für die Weltraumforschung sehr nützlich sind. Mehrere Raumfahrzeuge haben diese verwendet, darunter sowohl Voyager 1 als auch Voyager 2 , New Horizons , Curiosity und die neue Perseverance . Dies liegt an ihrer Fähigkeit, über einen langen Zeitraum sehr stabile Energiemengen zu produzieren. Anders als bei Sonnenkollektoren müssen Sie sich auch keine Gedanken darüber machen, wie weit Sie von der Sonne entfernt sind.

Laut diesem Datenblatt der NASA können die MMRTGs für Neugier und Ausdauer 110 Watt Leistung liefern. Im Vergleich dazu kann ein durchschnittlicher Desktop-Computer im Spitzenbetrieb bis zu 300 Watt Strom verbrauchen. Ich bezweifle sehr, dass es einen Kampfroboter antreiben könnte. Der Grund, warum diese bei Weltraummissionen verwendet werden, ist, dass sie eine sehr stabile und konstante Leistung liefern.

Ob ein Zivilist welche in die Hände bekommen könnte oder nicht, das wäre aus mehreren Gründen ein großes Nein. Obwohl das darin verwendete Plutonium-238 im Allgemeinen nicht waffenfähig ist, handelt es sich dennoch um hochgefährliches radioaktives Material.

Es ist auch sehr schwer zu bekommen. Es ist schwierig herzustellen, und die Vereinigten Staaten produzieren nur eine relativ kleine Menge. Die USA haben die Produktion von Pu-238 vor kurzem im Jahr 2013 wieder aufgenommen, können jedoch nur wenige hundert Gramm pro Jahr produzieren . Sie hoffen, bis 2023 mindestens ein Pfund pro Jahr zu produzieren. Jedes MMRTG benötigt jedoch 10,6 Pfund Plutoniumdioxid.

Die Verwendung von Plutonium wird von der Nuclear Regulatory Commission der Vereinigten Staaten reguliert , und ich kann mir nicht wirklich vorstellen, dass sie einem Zivilisten 10 Pfund Pu-238 geben, wenn es ohnehin schon so schwer zu bekommen ist.

RTGs werden auch verwendet, weil sie sehr einfach und sehr zuverlässig sind. Keine beweglichen Teile, nur ein schickes Thermoelement zur Stromerzeugung aus radioaktivem Zerfall. Sie können andere Dinge als Plutonium verwenden. Polunium-210 zum Beispiel liefert 250-mal mehr Leistung bei gleicher Masse und Abschirmung, aber es zerfällt 250-mal schneller. 25 MW für ein paar Wochen könnten ausreichen, um einen Kampfroboter anzutreiben, aber es ist sehr teuer und sehr giftig, also stecken Sie es auf den zweiten Blick nicht in Ihren Kampfroboter.
Ich würde sagen, dass ein RTG-basierter "Kampfroboter" technisch möglich ist, aber mit einer Einschränkung - er kann nur für kurze Zeit aktiv sein. :) Die radioaktive RTG-Quelle kann die Akkumulatoren des Roboters aufladen und dann eine Zeit der "Burst-Aktivität" mit hohem Stromverbrauch haben - Minuten, vielleicht einige Stunden, bis der Akku leer ist. Aber das Aufladen wird lange dauern (Tage?). Genau so ist der Dragonfly-Copter für den Betrieb auf Titan, dem Saturnmond, konzipiert.