В качестве преобразователя тепловой энергии в электрическую в космических реакторах до сих пор использовались термоэлектрические преобразователи энергии и термоэмиссионные. В термоэлектрических преобразователях электричество получается следующим образом. Проводник в виде стержня нагревают с одного конца, а с другого охлаждают. Движение электронов вдоль проводника возникает за счет того, что на горячем конце электроны движутся более интенсивно, а на холодном менее. За счет разных скоростей возникает диффузия электронов, и в замкнутой цепи возникает электрический ток. Коэффициент полезного действия таких установок составляет несколько процентов.
Следующий шаг по прямому преобразованию тепла в электроэнергию связан с использованием термоэмиссионного преобразователя. В этом случае с катода, которым являлась оболочка твэла, испускались электроны, примерно, как в лампе накаливания и осаждались на аноде, который располагался на небольшом расстоянии от катода. Разная плотность электронов на катоде и аноде обеспечивают электрический ток в замкнутой цепи. КПД этих установок составляет уже 4-6 %.
Создание генераторов электроэнергии на основе машинного способа преобразования энергии (так же, как и в электростанциях на Земле рабочее тело, турбина и т.д.) в основном мыслится для программ полета на Марс и дли других длительных путешествий в удаленный космос, для решения задач, требующих больших энергозатрат. Но проблем на этом пути очень много, и все еще впереди.
Серьезный анализ проблем космических энергоустановок большой мощности на основе ядерных реакторов показывает, что, по существу, это проблема носит фундаментальный характер, и в рамках традиционных подходов вряд ли может быть решена.
