Nükleer variller ve kullanım beklentileri

Son zamanlarda, haber raporları sık sık Rosatom enstitülerinden Rus uzmanların nükleer pil üretiminde ustalaştığı ortaya çıktı. Nikel-63'ün radyoaktif bozunması teknolojisine dayanan elementlerin üretimi hakkındaki bilgilerin bir kısmı. Diğerleri - trityumun bozunma enerjisine dayanan teknoloji hakkında. Ayrıca bu tür prototipler var:

2017'deki fuarda prototipler Gerilim 2 V. Çalışma süresi 50 yıldır. Nikel-63'ün yarı ömrü 100 yıldır. Şunlar. teorik olarak batarya 50 yıldan fazla dayanabilir.

Bu elementlerin enerjisi, radyoaktif izotop nikel-63'ün beta bozunmasından gelir. Elektronlardan gelen nüfuz etmeyen radyasyondur. Ondan bir kağıt parçasıyla saklanabilirsin. Bu nedenle, ince metal bir kasa içindeki radyoaktif kaynak tehlikeli değildir. Elektronlar karbon veya silikon tarafından yakalanır.

Böyle bir elemanın özellikleri ve yapısı hakkında konuşursak, işte şema:

1 gram madde 3,3 W * h elektrik açığa çıkarır. Öğenin maliyeti 4000 $ 'dır. Ni-63 izotopunun nasıl elde edildiği hakkında daha fazla bilgiyi buradan okuyun: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html

Ni-63'te bir nükleer pilin tasarımı:

Rosatom'un trityuma dayalı nükleer piller için teknolojiler alanında araştırma ve geliştirme yürüttüğü haber makaleleri de var (H-3 ağır bir hidrojen izotopudur). Trityum ayrıca beta radyasyona sahiptir. Ancak yarı ömür sadece 12,5 yıldır. Bu nedenle trityum nükleer pil yalnızca 10-12 yıl dayanabilir. Dahası, gerginliği önemli ölçüde azalır.

ABD'de trityum teknolojisi kullanılarak oluşturulan nükleer pillerle ilgili gelişmeler de var:

CityLabs'ın NanoTritium nükleer pili 2018'de oluşturuldu. Gerilim: 0,75 V. Güç 75 nW. LCC68 ve LCC 44 mikro devrelerinden oluşan bir paket halinde üretilmiştir. Maliyet 1200 dolar.

Bu tür piller için uygulama aralığı geniştir: mikroelektronik, implantlar, sensörler vb. Ve öyle görünüyor ki yakın geleceğin beklentisi, bu tür veya çok daha güçlü unsurların telefonlara veya Diğer cihazlar. Ve 10 yıl boyunca ücretlendirilmeleri gerekmeyecek.

Uzun ömürlü piller için şu fikirler 50 yıl veya daha fazla yıl önce mühendislerin zihninde olmuştur:

İşte 1974 plütonyum-238 ile çalışan kalp pilinin bir örneği (ikinci fotoğrafta radyoaktif element kaldırılmıştır):

Cihazda çok az plütonyum var - sadece 0,2 gram. Ama işi onlarca yıl yetiyor. Nükleer silahların oluşumunu önlemek için plütonyum kullanımı şu anda yasaklanmıştır.

Büyük olasılıkla, IAEA (Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı) gibi dünya kuruluşları izin verecektir perakende tüketim pazarı için sadece radyoizotoplu düşük güçlü elektrik kaynakları geliştirmek beta bozunması. Ve en erişilebilir unsur trityumdur. Bu gaz, en az 10 yıl boyunca sürekli yanan anahtar zincirlerinde bile satılmaktadır:

Anahtarlık, trityum eklenmiş ışıldayan gazla doldurulur. Beta bozunması gazı parlatır. Birkaç renk seçeneği var. Alternatif bağlantı aliexpress üzerinde

Bazı fotoğraflar:

Betta radyasyonu cama nüfuz etmez. Radyasyon içeride kalır. Arka ışık uzun süre çalışıyor.

Genel olarak nükleer pillerin kullanım beklentilerine bakarsak, düşük güçleri ve hala yüksek maliyetleri nedeniyle, sadece kardiyoloji (pacemaker), mikroelektronik (sensörler, bellek güç kaynağı ve diğer çipler) pahalı cihazlar. Tabii ki, bu tür elektronikler astronotikte de kullanılacak.

Tüketici elektroniğinde (telefonlar, tabletler, ultrabooklar) teknoloji kullanımına gelince, nükleer pillerin fiyatı bir işlemci çipinin fiyat seviyesine düşene kadar kullanımları sınırlı olacaktır. Yeniden şarj etmek için kullanmak mantıklı değil (mikrowatt gücü ve daha azı). Ancak önemli bir şeyin spot ışığı olarak - ilginç bir fikir.

Tabii ki, günlük hayatta "Iron Man" filmindeki film kahramanı Tony Stark'ınki gibi taşınabilir nükleer pillere sahip olmak isterdim (ama bir rafta veya bir arabada). Bu arada, ilginç bir fütüristik senaryo. En az 1000 W * h elektrik gücüne sahip bu tür radyoizotop piller varsa, geceleri (veya park sırasında) elektrikli araçların pillerini şarj etmek için kullanılabilirler. Ve arabalar tamamen otonom hale gelecekti.

Ancak beta bozunumunu kullanan hücrelerde bu kadar güçlü piller fiziksel olarak imkansızdır. Daha güçlü reaktörlerin sıradan vatandaşların kullanmasına izin verilmeyecek. Böyle reaktörler olmasına rağmen. Ve bunun nesnel bir nedeni var. Bir sonraki makalede bunun hakkında konuşacağım.

***

Abone ol kanala, tarayıcınızın yer imlerine ekleyin (Ctrl + D). İleride pek çok ilginç bilgi var.