Quelltext der Seite Radionuklid-Heizelement

[[Datei:Cutdrawing of an RHU.jpg|mini|Schnittbild durch ein RHU-Heizelement]]
[[Datei:RHU parts.jpg|mini|Bestandteile einer RHU, als Vergleichsgröße dient eine [[Vereinigte Staaten|US]] 1-Cent-Münze.]]

'''Radionuklid-Heizelemente''' oder '''RHU''' (''radioisotope heater unit''  im Englischen) werden in der [[Raumfahrt]] verwendet und liefern durch den Zerfall einer kleinen Menge eines Radionuklids Wärme zur Beheizung kälteempfindlicher Teile einer [[Raumsonde]], eines [[Lander]]s oder eines [[Rover (Raumfahrt)|Rovers]].

== Abgrenzung zu Radionuklidbatterien ==
Im Gegensatz zu [[Radionuklidbatterie]]n, die primär zur Stromerzeugung verwendet werden, steht bei Heizelementen die [[Zerfallswärme]] durch Radioaktivität im Vordergrund. Damit werden empfindliche Ausrüstungsgegenstände (z.&nbsp;B. Elektronik) in Raumflugkörpern geheizt. Radionuklidbatterien haben einen geringen Wirkungsgrad bei der Umwandlung der Zerfallswärme in Elektrizität, der nicht umgewandelte Teil der Leistung kann aber auch zum Heizen genutzt werden.

== Aufbau ==
Je nach Missionslänge, Wärmebedarf und anderer Kriterien ist die Verwendung [[Radionuklidbatterie#Genutzte und theoretisch nutzbare Nuklide|verschiedener Radioisotope]] möglich. Die von den Vereinigten Staaten hergestellten RHU (Radioisotope Heater Unit) enthalten jeweils ein Pellet aus 2,7 g [[Plutoniumdioxid]]. Dieser „Brennstoff“ ist von einer Hülle aus einer Platin-Rhodium-Legierung umgeben, die sich in einer Isolierung aus [[Graphit]] und diese wiederum in einem [[Hitzeschild]] aus demselben Material befindet. Die Gesamtmasse eines einzelnen RHU, einschließlich Abschirmung, beträgt ungefähr 40 Gramm. Eine RHU ist 3,2 cm lang und hat 2,6 cm Durchmesser, die Wärmeleistung beträgt 1 [[Watt (Einheit)|Watt]].<ref>{{Webarchiv|text=DOE: ''Radioisotope Heating Unit'', abgerufen: 24. Mai 2012 |url=http://www.ne.doe.gov/space/neSpace2f.html |archive-is=20120805135841}}</ref>

== Verwendung ==
Im kalten äußeren [[Sonnensystem]] verwenden Raumsonden und Lander oft an kälteempfindlichen Stellen Radionuklid-Heizelemente, selbst wenn sie ihre [[elektrische Energie]] aus [[Isotopenbatterie|RTGs]] beziehen. Bei batteriebetriebenen Eintauch- und Landerkapseln im äußeren Sonnensystem ist die Verwendung von Radionuklid-Heizelementen bisher Standard, um ein Auskühlen zu verhindern. Der Batteriestrom dieser Kapseln reicht nämlich nur für die relativ kurze Messphase. Im inneren Sonnensystem nutzen [[Lander]] und [[Rover (Raumfahrt)|Rover]] auf Planeten und Monden Radionuklid-Heizelemente, um bei fehlender Sonneneinstrahlung nicht auszukühlen, selbst wenn sie tagsüber ihre Energie aus [[Solarzelle]]n beziehen. Akkusysteme für das Speichern der Energie zur Beheizung während der Nacht sind oft zu schwer.

Die [[Sowjetunion|sowjetischen]] [[Lunochod]]-Mondrover verwendeten Heizelemente mit [[Polonium]] <sup>210</sup>Po.<ref>https://www.bernd-leitenberger.de/luna.shtml Bernd Leitenberger: ''Das Luna Programm'', abgerufen: 24. Mai 2012</ref>  Die [[Vereinigte Staaten|amerikanischen]] Marsrover und Sonden verwenden dagegen Plutonium <sup>238</sup>Pu in ihren Heizelementen, ebenso der [[Volksrepublik China|chinesische]] Rover [[Jadehase (Rover)|Yutu]] des [[Chang’e-3]] Mondlanders, um während der 14-tägigen Mondnacht nicht auszukühlen.<ref name="Raumfahrer">{{Internetquelle |url=https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/01122013202922.shtml |autor=Günther Glatzel |titel=Chang'e 3 auf dem Weg zum Mond |hrsg=Raumfahrer.net |datum=2013-12-01 |abruf=2023-10-11}}</ref>

{| class="wikitable center"
|+ Weltraumanwendungen von Radionuklid-Heizelementen<ref name="Raumfahrer" /><ref>{{Internetquelle |autor=Gunter Krebs |url=https://space.skyrocket.de/doc_sat/nuclear.htm |sprache=en |titel=Nuclear Powered Payloads |werk=Gunter's Space Page |abruf=2023-10-11}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=NASA |url=https://rps.nasa.gov/missions/ |sprache=en |titel=Radioisotope Power Systems: Missions |abruf=2023-10-11}}</ref>
|- class="hintergrundfarbe5"
!Startjahr !! Name !! Mission !! Anzahl!! Radioisotop
|-
|1969
|15 Watt RHU
|[[ALSEP|EASEP]]
|2
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1970
|V3-R70-4
|[[Lunochod 1]]
|?
|<sup>210</sup>Po
|-
|1972
|RHU
|[[Pioneer 10]]
|12
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1973
|V3-R70-4
|[[Lunochod 2]]
|?
|<sup>210</sup>Po
|-
|1973
|RHU
|[[Pioneer 11]]
|12
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1977
|RHU
|[[Voyager 1]]
|9
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1977
|RHU
|[[Voyager 2]]
|9
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1989
|RHU
|[[Galileo (Raumsonde)|Galileo Orbiter]]
|103
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1989
|RHU
|[[Galileo (Raumsonde)|Galileo-Probe]]
|17
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1996
|RHU
|[[Mars Pathfinder|Mars Pathfinder Rover]]
|3
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1997
|RHU
|[[Cassini-Huygens|Cassini Orbiter]]
|82
|<sup>238</sup>Pu
|-
|1997
|RHU
|[[Cassini-Huygens|Huygens Lander]]
|35
|<sup>238</sup>Pu
|-
|2003
|RHU
|[[Spirit (Raumsonde)|Spirit]]
|8
|<sup>238</sup>Pu
|-
|2003
|RHU
|[[Opportunity]]
|8
|<sup>238</sup>Pu
|-
|2011
|RHU
|[[Mars Science Laboratory#Energieversorgung|Mars Science Laboratory]]
|4
|<sup>238</sup>Pu
|-
|2013
|?
|[[Jadehase (Rover)|Jadehase]] (Yutu)
|?
|<sup>238</sup>Pu
|-
|2019
| RHU
| [[Jadehase 2]] (Yutu 2) 
|?
|
|-
|2021
| ?
| [[Mars 2020|Perseverance Rover]] 
|?
|
|-
|2023
| ?
| [[Luna 25]] 
|?
|<sup>238</sup>Pu
|-
|2028<br />(geplant){{Zukunft|2028}}
|RHU
|[[ExoMars Rover]]
|2
|<sup>238</sup>Pu
|}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Radioisotope heater units|RHU}}
* [http://www.ne.doe.gov/space/neSpace2f.html U.S. Departement of Energy: Radioisotope Heater Units]
* [https://www.bernd-leitenberger.de/cassini-rtg.shtml Die Radioisotopenelemente an Bord von Raumsonden]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Radionuklidtechnik]]
[[Kategorie:Raumfahrttechnik]]
[[Kategorie:Heizungsart nach Primärenergie]]
[[Kategorie:Wärmeerzeuger]]