Jaderné reaktory a radioizotopové zdroje energie pro výzkum vesmíru

Abstract

Tématem bakalářské práce jsou jaderné reaktory a radioizotopové zdroje energie, které jsou a mohou být využity jako zdroj elektrické energie do vesmírných družic. Zaměřuje se na jejich konstrukci, princip fungování a jejich klíčové charakteristiky. Byli zmíněni všichni zástupci jaderných reaktorů, které byly v minulosti použity, a několik možných nástupců, o kterých se uvažovalo nebo v současnosti uvažuje. U radioizotopových zdrojů bylo zmíněno několik zástupců převážně americké výroby a jeden zástupce ruského a čínského jaderného vesmírného programu. Poslední teoretická část se věnuje palivům vhodných pro radioizotopové zdroje, jejich vlastnostem a způsobům produkce. V praktické části se práce zabývá tvorbou neutronického modelu reaktoru KRUSTY ve výpočetním kódu Serpent 2. O tomto reaktoru se se uvažovalo jako o jednom z potenciálních nástupců pro americký vesmírný program. Dále bylo pomocí výpočetního kódu Scale analyzováno palivo používané v radioizotopovém zdroji GPHS-RTG a v MMRTG, které použila NASA například pro družice Voyager v sedmdesátých letech 20. století. Při obou výpočtech byly vypočteny a popsány některé vybrané vlastnosti daných systémů.

The topic of this thesis are the nuclear reactors and radioisotope systems which can be used as the resources of power supply for the space satellites. It focuses on their construction, principle of the working and their key properties. All the types of nuclear reactors which were used in the past has been mentioned as well as possible successors which are considered nowadays. Some types of radioisotope resource mostly of the American production and one type of Russian and Chinese nuclear space programme have been mentioned. The last theoretical part is devoted to the suitable types of fuel for radioisotope resources, their properties and means of production. The practical part is devoted to making of neutronic model of Krusty reactor in transport code Serpent 2. This reactor has been considered as the potential successor for the American space programme. Next, the fuel used in radioisotope resource GPHS-RTG and in MMRTG, which NASA had used for sattelites Voyager in the seventies, has been analyzed. Some chosen properties of stated systems have been calculated and described during both those calculations.