Convertisseur thermoïonique

A thermionic converter consists of a hot electrode which thermionically emits electrons over a potential energy barrier to a cooler electrode, producing a useful electric power output. Caesium vapor is used to optimize the electrode work functions and provide an ion supply (by surface ionization or electron impact ionization in a plasma) to neutralize the electron space charge. From a physical electronic viewpoint, thermionic energy conversion is the direct production of electric power from heat by thermionic electron emission. From a thermodynamic viewpoint, it is the use of electron vapor as the working fluid in a power-producing cycle. A thermionic converter consists of a hot emitter electrode from which electrons are vaporized by thermionic emission and a colder collector electrode into which they are condensed after conduction through the inter-electrode plasma. The resulting current, typically several amperes per square centimeter of emitter surface, delivers electrical power to a load at a typical potential difference of 0.5–1 volt and thermal efficiency of 5–20%, depending on the emitter temperature (1500–2000 K) and mode of operation. After the first demonstration of the practical arc-mode caesium vapor thermionic converter by V. Wilson in 1957, several applications of it were demonstrated in the following decade, including its use with solar, combustion, radioisotope, and nuclear reactor heat sources. The application most seriously pursued, however, was the integration of thermionic nuclear fuel elements directly into the core of nuclear reactors for production of electrical power in space. The exceptionally high operating temperature of thermionic converters, which makes their practical use difficult in other applications, gives the thermionic converter decisive advantages over competing energy conversion technologies in the space power application where radiant heat rejection is required. Substantial thermionic space reactor development programs were conducted in the U.S.

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Concepts associés (2)

Un convertisseur thermoïonique est un générateur électrique de conception simple, produisant de l'électricité par émission thermoïonique. Dans un tel convertisseur, des électrons sont émis au niveau d'une électrode chauffée en direction d'une électrode plus froide à travers une barrière de potentiel afin de produire un courant électrique par conduction à travers un plasma entre les électrodes.

Batterie atomique

Les termes batterie atomique, batterie nucléaire et générateur à radio-isotopes sont utilisés pour décrire un dispositif qui utilise l'énergie de la désintégration d'un isotope radioactif pour produire de l'électricité. Comme les réacteurs nucléaires, ils produisent de l'électricité à partir de l'énergie atomique, mais diffèrent en ce qu'ils n'utilisent pas de réaction en chaîne. Par rapport à d'autres types de piles, ces dispositifs sont plus coûteux, mais leur durée de vie est extrêmement longue et la densité d'énergie est meilleure.