Jedrski sodi in možnosti njihove uporabe
V zadnjem času se pogosto pojavljajo novice, da so ruski strokovnjaki iz inštitutov Rosatoma obvladali proizvodnjo jedrskih baterij. Del informacij o proizvodnji elementov, ki temeljijo na tehnologiji radioaktivnega razpada niklja-63. Drugi - o tehnologiji, ki temelji na energiji razpada tricija. Obstajajo takšni prototipi:
Prototipi na razstavi leta 2017 Napetost 2 V. Mandat dela je 50 let. Nickel-63 ima razpolovno dobo 100 let. Tisti. teoretično lahko baterija zdrži več kot 50 let.
Energija za te elemente izhaja iz beta razpada radioaktivnega izotopa nikelj-63. To je neprodorno sevanje elektronov. Pred njim se lahko skrijete s papirjem. Zato radioaktivni vir v tankem kovinskem ohišju ni nevaren. Elektrone zajema bodisi ogljik bodisi silicij.
Če govorimo o značilnostih in strukturi takega elementa, potem je tukaj diagram:
1 gram snovi sprosti 3,3 W * h električne energije. Stroški izdelka znašajo 4000 USD. Več o tem, kako dobimo izotop Ni-63, preberite tukaj: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html
Zasnova jedrske baterije na Ni-63:
Obstajajo tudi članki, da Rosatom izvaja raziskave in razvoj na področju tehnologij za atomske baterije na osnovi tricija (H-3 je težki izotop vodika). Tritij ima tudi beta sevanje. Toda razpolovna doba je le 12,5 leta. Tritijeva jedrska baterija lahko torej zdrži le 10-12 let. Nadalje njena napetost dramatično pade.
V ZDA obstajajo tudi razvoj jedrskih baterij, ustvarjenih s tritijevo tehnologijo:
Jedrska baterija CityLabs NanoTritium je bila ustvarjena leta 2018. Napetost: 0,75 V. Moč 75 nW. Proizvedeno v paketu mikrovezij LCC68 in LCC 44. Stroški - 1200 $.
Področje uporabe takšnih baterij je široko: mikroelektronika, vsadki, senzorji itd. In zdi se, da se zdi obeta v bližnji prihodnosti, ko bodo takšni ali veliko močnejši elementi nameščeni v telefone oz druge naprave. In jih ne bo treba zaračunavati 10 let.
Te ideje za dolgotrajne baterije so bile v mislih inženirjev pred 50 ali več leti:
Tu je primer baterije spodbujevalnika s pogonom na plutonij-238 iz leta 1974 (radioaktivni element je bil odstranjen na drugi fotografiji):
V napravi je zelo malo plutonija - le 0,2 grama. Toda njegovo delo traja desetletja. Trenutno je uporaba plutonija prepovedana, da se prepreči ustvarjanje jedrskega orožja.
Najverjetneje bodo to dovolile svetovne organizacije, kot je IAEA (Mednarodna agencija za atomsko energijo) razviti za maloprodajni trg porabe le električne vire z nizko porabo energije z vključenimi radioizotopi beta razpad. In najbolj dostopen element je tritij. Ta plin se prodaja tudi v verigah za ključe, ki so stalno osvetljene vsaj 10 let:
Obesek za ključe je napolnjen s svetlobnim plinom z dodanim tritijem. Razpad beta povzroči, da plin zažari. Obstaja več barvnih možnosti. Alternativa povezava na aliexpressu
Nekaj fotografij:
Betta sevanje ne prodre skozi steklo. Sevanje ostane znotraj. Takšna osvetlitev deluje že dolgo.
Če na splošno pogledamo možnosti za uporabo jedrskih baterij, jih bodo zaradi majhne moči in še vedno visokih stroškov uporablja se na visoko specializiranem področju samo v kardiologiji (srčni spodbujevalniki), mikroelektroniki (senzorji, napajalniki pomnilnika in drugi čipi) dragih naprav. Seveda bo takšna elektronika uporabljena tudi v astronavtiki.
Kar zadeva uporabo tehnologije v potrošniški elektroniki (telefoni, tablični računalniki, ultrabook), dokler jedrske baterije ne padejo na ceno procesorskega čipa, bo njihova uporaba omejena. Nima smisla, da ga uporabljamo za polnjenje (mikrovatna moč in manj). Toda kot žaromet za nekaj pomembnega - zanimiva ideja.
Seveda bi si želel v vsakdanjem življenju imeti prenosne jedrske baterije, kot je filmski junak Tony Stark iz filma "Iron Man" (vendar na polici ali v avtu). Mimogrede, zanimiv futuristični scenarij. Če bi obstajali taki radioizotopski akumulatorji z električno močjo najmanj 1000 W * h, jih je mogoče uporabiti za polnjenje baterij električnih vozil ponoči (ali med parkiranjem). In avtomobili bi postali popolnoma avtonomni.
Toda na celicah, ki uporabljajo beta razpad, so tako močne baterije fizično nemogoče. No, močnejših reaktorjev navadni državljani preprosto ne bodo smeli uporabljati. Čeprav obstajajo takšni reaktorji. In za to obstaja objektivni razlog. O tem bom govoril v naslednjem članku.
***
Naročite se v kanal, ga dodajte med zaznamke brskalnika (Ctrl + D). Pred nami je veliko zanimivih informacij.