ТЕРМОЭМИССИОННАЯ АТОМНАЯ УСТАНОВКА. Как указывалось в некоторых местах сайта, коэффициент полезного действия (отдача) даже самых современных атомных электрических станций достигает 35—38%, да и у тепловых электрических станций не превышает 38—41% — больше половины тепловой энергии сжигаемых на них обычных ви дов топлива (угля, нефти и т. п.) буквально выбрасывается на ветер. Даже вне зависимости от этого обстоятельства на всем протяжении развития электротехники ученые предпринимали неоднократные попытки разработать ряд промышленных методов непосредственного преобразования энергии тепла в электричество, позволяющих получать коэффициент полезного действия близкий к 100%: электрохимическое «горение» (в топливных элементах), магнитогидродинамический, термоэмиссионный и другие.
Термоэмиссионный способ наиболее перспективен, благодаря своей необычной простоте В принципе установка состоит из двух электродов, помещенных в откачанном от воздуха сосуде. Один электрод — катод или эмиттер — на гревается до максимально возможной высокой температуры, другой электрод — анод или коллектор — столь же энергично охлаждается. Горячий электрод испускает поток электронов, которые собираются анодом. Нагрузка включается во внешнюю цепь между катодом и анодом. И все происходит так же, как в хорошо всем знакомой электронной выпрямительной лампе (диоде).
Коэффициент полезного действия такого устройства глав ным образом зависит от температуры катода. Нагрев катода осуществляется за счет ядерной энергии. Так как сила тока термоэмиссионного преобразователя тепла в электрическую энергию должна быть, естественно, большой, потребовалось преодолеть большое число чисто технических трудностей, например устранить влияние пространственного заряда — отрицательного потенциала, возникающего между электродами и отталкивающего электроны обратно к катоду, для чего расстояние между электродами было сведено до сотых долей миллиметра. В результате упорной работы советских ученых в начале 1971 г. в СССР была создана атомная термоэмиссионная (безмащинная) установка «Топаз» электрической мощностью в несколько киловатт, использующая тепло, выделяемое при делении ядерного горючего.