Ядрени бъчви и перспективи за тяхното използване

Напоследък често се появяват новинарски съобщения, че руски специалисти от институтите на Росатом са овладели производството на ядрени батерии. Част от информацията за освобождаването на елементи, базирана на технологията на радиоактивно разпадане на никел-63. Други - за технология, базирана на енергията на разпадане на тритий. Има и такива прототипи:

Прототипи на изложението през 2017г Напрежение 2 V. Срокът на работа е 50 години. Никел-63 има период на полуразпад 100 години. Тези. теоретично батерията може да издържи повече от 50 години.

Енергията за тези елементи идва от бета разпадането на радиоактивния изотоп никел-63. Това е непроникваща радиация от електрони. Можете да се скриете от него с лист хартия. Следователно, радиоактивен източник в тънък метален корпус не е опасен. Електроните се улавят или от въглерод, или от силиций.

Ако говорим за характеристиките и структурата на такъв елемент, тогава ето диаграмата:

1 грам от веществото отделя 3,3 W * h електричество. Цената на артикула е $ 4000. Прочетете повече за това как се получава Ni-63 изотопът тук: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html

Дизайнът на ядрена батерия на Ni-63:

Има и новинарски статии, че Росатом извършва изследвания и разработки в областта на технологиите за ядрени батерии на базата на тритий (H-3 е тежък изотоп на водорода). Тритий има и бета лъчение. Но полуживотът е само 12,5 години. Следователно тритиевата ядрена батерия може да издържи само 10-12 години. Освен това напрежението й пада драстично.

В САЩ също има разработки на ядрени батерии, създадени по тритиева технология:

Ядрената батерия NanoTritium на CityLabs е създадена през 2018 г. Напрежение: 0.75 V. Мощност 75 nW. Произвежда се в опаковка от микросхеми LCC68 и LCC 44. Цената е $ 1200.

Обхватът на приложения за такива батерии е широк: микроелектроника, импланти, сензори и др. И изглежда сякаш се очертава перспективата за близко бъдеще, когато такива или много по-мощни елементи ще бъдат инсталирани в телефони или други устройства. И няма да е необходимо да бъдат таксувани в продължение на 10 години.

Тези идеи за дълготрайни батерии са били в съзнанието на инженерите преди 50 или повече години:

Ето пример за задвижвана от плутоний-238 пейсмейкър от 1974 г. (радиоактивният елемент е отстранен на втората снимка):

В устройството има много малко плутоний - само 0,2 грама. Но работата му е достатъчна за десетки години. Понастоящем използването на плутоний е забранено, за да се предотврати развитието на ядрени оръжия.

Най-вероятно световни организации като МААЕ (Международната агенция за атомна енергия) ще разрешат разработват за пазара на потребление на дребно само електрически източници с ниска мощност с включени радиоизотопи бета разпад. И най-достъпният елемент е тритий. Този газ се продава дори в ключови вериги, които постоянно светят поне 10 години:

Ключодържателят е пълен с луминисцентен газ с добавен тритий. Бета разпадът кара газа да свети. Има няколко цветови варианта. Алтернатива връзка на aliexpress

Някои снимки:

Betta радиацията не прониква през стъклото. Радиацията остава вътре. Такава е подсветката, която работи дълго време.

Ако по принцип разгледаме перспективите за използването на ядрени батерии, то поради ниската им мощност и все още високата цена те ще бъдат използва се в тясно специализирана област само в кардиологията (пейсмейкъри), микроелектроника (сензори, захранване с памет и други чипове) на скъпи устройства. Разбира се, такава електроника ще се използва и в космонавтиката.

Що се отнася до използването на технологии в потребителската електроника (телефони, таблети, ултрабуци), докато докато ядрените батерии не поевтинеят до ценовото ниво на процесорния чип, тяхното използване ще бъде ограничено. Няма смисъл да го използвате за презареждане (мощност от микровата и по-малко). Но като прожектор на нещо важно - интересна идея.

Разбира се, бих искал да имам преносими ядрени батерии в ежедневието като филмовия герой Тони Старк от филма „Железният човек“ (но на рафт или в кола). Между другото, интересен футуристичен сценарий. Ако имаше такива радиоизотопни батерии с електрическа мощност най-малко 1000 W * h, тогава те могат да се използват за презареждане на батериите на електрическите превозни средства през нощта (или по време на паркиране). И автомобилите щяха да станат напълно автономни.

Но на клетки, използващи бета-разпад, такива мощни батерии са физически невъзможни. Е, по-мощни реактори просто няма да имат право да използват обикновените граждани. Въпреки че има такива реактори. И за това има обективна причина. Ще говоря за това в следващата статия.

***

Абонирай се към канала, добавете го към отметките на вашия браузър (Ctrl + D). Предстои много интересна информация.