Ydintynnyrit ja niiden käytön mahdollisuudet

Viime aikoina on usein ilmestynyt uutisraportteja siitä, että Rosatom-instituuttien venäläiset asiantuntijat ovat oppineet ydinparistojen tuotannon. Osa tiedoista nikkeli-63: n radioaktiivisen hajoamisen tekniikkaan perustuvien alkuaineiden vapautumisesta. Toiset - tritiumin hajoamisenergiaan perustuvasta tekniikasta. On myös sellaisia ​​prototyyppejä:

Näyttelyn prototyypit vuonna 2017 Jännite 2 V. Työn kesto on 50 vuotta. Nikkeli-63: n puoliintumisaika on 100 vuotta. Nuo. teoreettisesti akku voi kestää yli 50 vuotta.

Näiden alkuaineiden energia tulee radioaktiivisen nikkeli-63-isotoopin beeta-hajoamisesta. Se on tunkeutumaton elektronien säteily. Voit piiloutua siitä paperinpalalla. Siksi radioaktiivinen lähde ohuessa metallikotelossa ei ole vaarallinen. Elektronit siepataan joko hiilellä tai piillä.

Jos puhumme tällaisen elementin ominaisuuksista ja rakenteesta, tässä on kaavio:

1 gramma ainetta vapauttaa 3,3 W * h sähköä. Kohteen hinta on 4000 dollaria. Lue lisää Ni-63-isotoopin saamisesta täältä: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html

Ni-63: n ydinpariston suunnittelu:

On myös uutisartikkeleita siitä, että Rosatom tekee tutkimusta ja kehitystä tritiumiin perustuvien ydinparistojen tekniikoiden alalla (H-3 on raskas vetyisotooppi). Tritiumilla on myös beetasäteilyä. Mutta puoliintumisaika on vain 12,5 vuotta. Siksi tritium-ydinakku voi kestää vain 10-12 vuotta. Lisäksi hänen jännitteensä laskee dramaattisesti.

Yhdysvalloissa kehitetään myös tritium-tekniikalla luotuja ydinparistoja:

CityLabsin NanoTritium-ydinakku luotiin vuonna 2018. Jännite: 0,75 V. Teho 75 nW. Tuotettu LCC68- ja LCC 44 -piiripakkauksissa. Hinta on 1200 dollaria.

Tällaisten paristojen käyttöalue on laaja: mikroelektroniikka, implantit, anturit jne. Ja näyttää siltä, ​​että se nousee lähitulevaisuuden mahdollisuudet, kun sellaisia ​​tai paljon tehokkaampia osia asennetaan puhelimiin tai muut laitteet. Ja niitä ei tarvitse veloittaa 10 vuotta.

Nämä ideoita pitkäikäisistä akuista ovat olleet insinöörien mielessä vähintään 50 vuotta sitten:

Tässä on esimerkki vuoden 1974 plutonium-238-käyttöisestä sydämentahdistimen akusta (radioaktiivinen elementti on poistettu toisesta kuvasta):

Laitteessa on hyvin vähän plutoniumia - vain 0,2 grammaa. Mutta hänen työnsä riittää kymmeniin vuosiin. Plutoniumin käyttö on tällä hetkellä kielletty ydinaseiden kehityksen estämiseksi.

Todennäköisesti kansainväliset järjestöt, kuten IAEA (Kansainvälinen atomienergiajärjestö), sallivat sen kehittää vähittäiskulutusmarkkinoille vain pienitehoisia sähkölähteitä, joissa on radioisotoopit beeta-hajoaminen. Ja saavutettavin alkuaine on tritium. Tätä kaasua myydään jopa avainketjuissa, jotka palavat jatkuvasti vähintään 10 vuoden ajan:

Avaimenperä on täytetty luminoivalla kaasulla, johon on lisätty tritiumia. Beeta-hajoaminen saa kaasun hehkumaan. Värivaihtoehtoja on useita. Vaihtoehtoinen linkki on aliexpress

Muutamia valokuvia:

Betta-säteily ei tunkeudu lasiin. Säteily pysyy sisällä. Tällainen taustavalo toimii pitkään.

Jos tarkastelemme yleensä ydinparistojen käytön mahdollisuuksia, ne ovat niiden alhaisen tehon ja edelleen korkeiden kustannusten vuoksi käytetään hyvin erikoistuneella alueella vain kardiologiassa (sydämentahdistimet), mikroelektroniikassa (anturit, muistijännite ja muut sirut) kalliissa laitteet. Tietysti tällaista elektroniikkaa käytetään myös astronautiassa.

Mitä tulee tekniikan käyttöön kulutuselektroniikassa (puhelimet, tabletit, ultrakirjat), niin niiden käyttö on rajoitettua, kunnes ydinparistot laskevat hinnan prosessorisirun hintatasolle. Ei ole mitään järkeä käyttää sitä lataamiseen (mikroteho ja vähemmän). Mutta valokeilassa jotain tärkeää - mielenkiintoista ideaa.

Haluaisin tietysti saada kannettavia ydinparistoja jokapäiväisessä elämässä, kuten elokuvasankari Tony Stark elokuvasta "Iron Man" (mutta hyllyllä tai autossa). Muuten, mielenkiintoinen futuristinen skenaario. Jos tällaisia ​​radioisotooppiakkuja oli vähintään 1000 W * h, niiden avulla voidaan ladata sähköajoneuvojen akkuja yöllä (tai pysäköinnin aikana). Ja autoista tulisi täysin itsenäisiä.

Mutta soluissa, joissa käytetään beeta-hajoamista, tällaiset tehokkaat paristot ovat fyysisesti mahdotonta. No, tehokkaampia reaktoreita ei yksinkertaisesti sallita tavallisten kansalaisten käyttää. Vaikka tällaisia ​​reaktoreita on. Ja tähän on objektiivinen syy. Puhun siitä seuraavassa artikkelissa.

***

Tilaa kanavalle, lisää se selaimesi kirjanmerkkeihin (Ctrl + D). Edessä on paljon mielenkiintoista tietoa.