Jaderné sudy a vyhlídky na jejich použití
Nedávno se často objevovaly zprávy, že ruští specialisté z ústavů Rosatom zvládli výrobu jaderných baterií. Část informací o uvolňování prvků na základě technologie radioaktivního rozpadu niklu-63. Ostatní - o technologii založené na energii rozpadu tritia. Existují také takové prototypy:
Prototypy na výstavě v roce 2017 Napětí 2 V. Pracovní doba je 50 let. Nickel-63 má poločas rozpadu 100 let. Ty. teoreticky může baterie vydržet více než 50 let.
Energie pro tyto prvky pochází z rozpadu beta radioaktivního izotopu niklu-63. Jedná se o nepenetrující záření z elektronů. Můžete se z toho skrýt kusem papíru. Radioaktivní zdroj v tenkém kovovém pouzdře proto není nebezpečný. Elektrony jsou zachyceny uhlíkem nebo křemíkem.
Pokud mluvíme o vlastnostech a struktuře takového prvku, pak je zde diagram:
1 gram látky uvolní 3,3 W * h elektřiny. Cena položky je 4000 $. Přečtěte si více o tom, jak se získává izotop Ni-63: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html
Konstrukce jaderné baterie na Ni-63:
Existují také novinové články, které společnost Rosatom provádí výzkum a vývoj v oblasti technologií pro jaderné baterie na bázi tritia (H-3 je těžký izotop vodíku). Tritium má také beta záření. Poločas je ale pouze 12,5 roku. Proto může tritiová jaderná baterie vydržet pouze 10–12 let. Její napětí dále dramaticky klesá.
Ve Spojených státech také probíhá vývoj jaderných baterií vytvořených pomocí technologie tritia:
Jaderná baterie CityLabs NanoTritium byla vytvořena v roce 2018. Napětí: 0,75 V. Výkon 75 nW. Vyrábí se v balíčku mikroobvodů LCC68 a LCC 44. Cena je 1200 $.
Rozsah použití těchto baterií je široký: mikroelektronika, implantáty, senzory atd. A zdá se, že se to rýsuje perspektiva blízké budoucnosti, kdy budou takové nebo mnohem výkonnější prvky instalovány do telefonů nebo další zařízení. A nebudou muset být účtovány po dobu 10 let.
Tyto myšlenky na baterie s dlouhou životností byly v myslích inženýrů před 50 a více lety:
Zde je příklad baterie kardiostimulátoru plutonium-238 z roku 1974 (na druhé fotografii byl odstraněn radioaktivní prvek):
V zařízení je velmi málo plutonia - pouze 0,2 gramu. Jeho práce však stačí na desítky let. Používání plutonia je v současné době zakázáno, aby se zabránilo vytváření jaderných zbraní.
S největší pravděpodobností to umožní světové organizace jako IAEA (Mezinárodní agentura pro atomovou energii) vyvíjet pro trh maloobchodní spotřeby pouze elektrické zdroje s nízkou spotřebou energie se zapnutými radioizotopy rozpad beta. A nejdostupnějším prvkem je tritium. Tento plyn se prodává i v klíčenkách, které svítí nepřetržitě po dobu nejméně 10 let:
Klíčenka je naplněna luminiscenčním plynem s přidaným tritiem. Beta rozpad rozzáří plyn. Existuje několik barevných možností. Alternativní odkaz na aliexpress
Nějaké fotky:
Betta záření neproniká sklem. Radiace zůstává uvnitř. Takové je podsvícení, které funguje dlouhou dobu.
Podíváme-li se obecně na vyhlídky na využití jaderných baterií, budou vzhledem k jejich nízkému výkonu a stále vysokým nákladům používá se ve vysoce specializované oblasti pouze v kardiologii (kardiostimulátory), mikroelektronice (senzory, napájení paměti a další čipy) drahých zařízení. Taková elektronika bude samozřejmě použita také v astronautice.
Pokud jde o použití technologie ve spotřební elektronice (telefony, tablety, ultrabooky), pak dokud nebude cena jaderných baterií klesat na cenovou hladinu procesorového čipu, bude jejich použití omezeno. Nemá smysl jej používat k dobíjení (výkon mikropříkonu a méně). Ale jako reflektor něčeho důležitého - zajímavého nápadu.
Samozřejmě bych chtěl mít v každodenním životě přenosné jaderné baterie jako filmový hrdina Tony Stark z filmu „Iron Man“ (ale na polici nebo v autě). Mimochodem, zajímavý futuristický scénář. Pokud by existovaly takové radioizotopové baterie s elektrickým výkonem nejméně 1 000 W * h, lze je použít k dobití baterií elektrických vozidel v noci (nebo při parkování). A auta by se stala zcela autonomní.
Ale na buňkách využívajících beta-rozpad jsou tak výkonné baterie fyzicky nemožné. Obyčejní občané prostě nebudou moci používat výkonnější reaktory. Ačkoli existují takové reaktory. A má to objektivní důvod. O tom si povím v dalším článku.
***
předplatit do kanálu, přidejte jej do záložek prohlížeče (Ctrl + D). Před námi je spousta zajímavých informací.