Beczki atomowe i perspektywy ich wykorzystania
Ostatnio często pojawiają się doniesienia, że rosyjscy specjaliści z instytutów Rosatomu opanowali produkcję baterii jądrowych. Część informacji o uwolnieniu pierwiastków opartych na technologii rozpadu radioaktywnego niklu-63. Inne - o technologii opartej na energii rozpadu trytu. Są też takie prototypy:
Prototypy na wystawie w 2017 roku Napięcie 2 V. Okres pracy wynosi 50 lat. Nikiel-63 ma okres półtrwania 100 lat. Te. teoretycznie bateria może wytrzymać ponad 50 lat.
Energia tych pierwiastków pochodzi z rozpadu beta radioaktywnego izotopu niklu-63. Jest to niepenetrujące promieniowanie elektronów. Możesz się przed nim schować za pomocą kartki papieru. Dlatego radioaktywne źródło w cienkiej metalowej obudowie nie jest niebezpieczne. Elektrony są wychwytywane przez węgiel lub krzem.
Jeśli mówimy o cechach i strukturze takiego elementu, oto schemat:
1 gram substancji uwalnia 3,3 W * h energii elektrycznej. Koszt przedmiotu to 4000 $. Przeczytaj więcej o tym, jak uzyskuje się izotop Ni-63: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html
Projekt baterii jądrowej w Ni-63:
Istnieją również artykuły informacyjne, które Rosatom prowadzi badania i rozwój w dziedzinie technologii baterii jądrowych opartych na trycie (H-3 jest ciężkim izotopem wodoru). Tryt ma również promieniowanie beta. Ale okres półtrwania wynosi tylko 12,5 roku. Dlatego bateria jądrowa trytu może wytrzymać tylko 10-12 lat. Co więcej, jej napięcie dramatycznie spada.
W USA są również prace nad bateriami jądrowymi stworzonymi w technologii trytu:
Bateria atomowa NanoTritium firmy CityLabs powstała w 2018 roku. Napięcie: 0,75 V. Moc 75 nW. Produkowany w pakiecie mikroukładów LCC68 i LCC 44. Koszt to 1200 USD.
Wachlarz zastosowań takich baterii jest szeroki: mikroelektronika, implanty, czujniki itp. I wygląda na to, że się zbliża perspektywa bliskiej przyszłości, kiedy takie lub znacznie mocniejsze elementy zostaną zainstalowane w telefonach lub inne urządzenia. I nie będą musiały być ładowane przez 10 lat.
Te pomysły na długotrwałe akumulatory były w głowach inżynierów 50 lub więcej lat temu:
Oto przykład baterii stymulatora z 1974 r. Zasilanej plutonem-238 (element radioaktywny został usunięty na drugim zdjęciu):
W urządzeniu jest bardzo mało plutonu - tylko 0,2 grama. Ale jego praca wystarczy na dziesiątki lat. Stosowanie plutonu jest obecnie zabronione w celu zapobieżenia rozwojowi broni jądrowej.
Najprawdopodobniej pozwolą na to organizacje światowe, takie jak IAEA (Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej) rozwijać dla detalicznego rynku konsumpcyjnego tylko źródła elektryczne małej mocy z włączonymi radioizotopami rozpad beta. A najbardziej dostępnym pierwiastkiem jest tryt. Ten gaz jest sprzedawany nawet w breloczkach, które są stale zapalone przez co najmniej 10 lat:
Brelok wypełniony jest gazem luminescencyjnym z dodatkiem trytu. Rozpad beta powoduje świecenie gazu. Dostępnych jest kilka opcji kolorystycznych. Alternatywny połączyć na aliexpress
Jakieś zdjęcia:
Promieniowanie Betta nie przenika przez szkło. Promieniowanie pozostaje w środku. Takie jest podświetlenie działające przez długi czas.
Jeśli ogólnie przyjrzymy się perspektywom wykorzystania baterii jądrowych, to ze względu na ich małą moc i wciąż wysoki koszt będą one stosowany w wysoce wyspecjalizowanej dziedzinie tylko w kardiologii (rozruszniki serca), mikroelektronice (czujniki, zasilacze pamięci i inne chipy) drogich urządzenia. Oczywiście taka elektronika będzie również wykorzystywana w astronautyce.
Jeśli chodzi o wykorzystanie technologii w elektronice użytkowej (telefony, tablety, ultrabooki), to dopóki ceny baterii jądrowych nie spadną do poziomu cenowego chipa procesora, ich użycie będzie ograniczone. Nie ma sensu używać go do ładowania (moc mikrowatów i mniej). Ale jako reflektor czegoś ważnego - ciekawy pomysł.
Oczywiście chciałbym mieć przenośne baterie atomowe w życiu codziennym, jak bohater filmowy Tony Stark z filmu „Iron Man” (ale na półce lub w samochodzie). Nawiasem mówiąc, ciekawy futurystyczny scenariusz. Gdyby istniały takie baterie radioizotopowe o mocy elektrycznej co najmniej 1000 W * h, to można by nimi ładować akumulatory pojazdów elektrycznych w nocy (lub podczas parkowania). A samochody stałyby się całkowicie autonomiczne.
Ale w przypadku komórek wykorzystujących rozpad beta tak potężne baterie są fizycznie niemożliwe. Cóż, zwykli obywatele nie będą mogli używać mocniejszych reaktorów. Chociaż są takie reaktory. I jest ku temu obiektywny powód. Porozmawiam o tym w następnym artykule.
***
Subskrybuj do kanału, dodaj go do zakładek przeglądarki (Ctrl + D). Przed nami wiele interesujących informacji.