温差同位素电源数字仿真与模拟试验研究

来源：核动力工程杂志2024年第4期北京时间：

作者：黄学良, 李满仓, 陈长, 张新虎, 周代杰, 陈志禹, 谢运利, 郭锐, 王雨

单位：中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；

摘要：温差同位素电源是一种将放射性同位素衰变产生的热能转换为电能的装置，涉及热-电物理场强耦合，如何准确仿真分析是一大难点。本文基于一款⁹⁰Sr温差同位素电源样机，首先建立了样机整机热-电物理场直接耦合的数字仿真模型，结合试验数据对模型参数进行优化，然后通过模拟试验验证了电源样机稳态和动态运行下模型仿真的准确性。最后利用模型开展了电源样机整机热-电物理场分析，以及外接不同负载时的输出功率研究。结果表明，在给定工况下，样机系统漏热占比26%，电路电能损耗占比10%；在最佳匹配负载下，整机最大输出功率可达96 mW，热电转换效率2%。

关键词：温差同位素电源, 耦合仿真, 模拟试验, 热-电物理场分析, 输出功率

基金资助：四川省自然科学基金资助（2022NSFSC1201）