Butoaie nucleare și perspective de utilizare a acestora

Recent, știrile apar adesea că specialiști ruși din institutele Rosatom au stăpânit producția de baterii nucleare. O parte din informațiile despre producerea de elemente bazate pe tehnologia de dezintegrare radioactivă a nichelului-63. Alții - despre tehnologie bazată pe energia de descompunere a tritiului. Există, de asemenea, astfel de prototipuri:

Prototipuri la expoziția din 2017 Tensiune 2 V. Durata muncii este de 50 de ani. Nickel-63 are un timp de înjumătățire de 100 de ani. Acestea. teoretic, bateria poate dura mai mult de 50 de ani.

Energia pentru aceste elemente provine din degradarea beta a izotopului radioactiv nichel-63. Aceasta este radiația nepenetrantă de la electroni. Vă puteți ascunde de el cu o bucată de hârtie. Prin urmare, o sursă radioactivă într-o carcasă subțire din metal nu este periculoasă. Electronii sunt capturați fie de carbon, fie de siliciu.

Dacă vorbim despre caracteristicile și structura unui astfel de element, atunci iată diagrama:

1 gram de substanță eliberează 3,3 W * h de energie electrică. Costul articolului este de 4000 USD. Citiți mai multe despre cum se obține izotopul Ni-63 aici: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html

Proiectarea bateriei nucleare pe Ni-63:

Există, de asemenea, articole de știri conform cărora Rosatom efectuează cercetări și dezvoltări în domeniul tehnologiilor pentru bateriile atomice bazate pe tritiu (H-3 este un izotop greu de hidrogen). Tritiul are și radiații beta. Dar timpul de înjumătățire este de numai 12,5 ani. Prin urmare, o baterie nucleară tritium poate dura doar 10-12 ani. Mai mult, tensiunea ei scade dramatic.

În Statele Unite, există, de asemenea, evoluții ale bateriilor nucleare, create folosind tehnologia tritium:

Bateria nucleară NanoTritium de la CityLabs a fost creată în 2018. Tensiune: 0,75 V. Putere 75 nW. Produs într-un pachet de microcircuite LCC68 și LCC 44. Cost - 1200 $.

Gama de aplicații pentru astfel de baterii este largă: microelectronică, implanturi, senzori etc. Și se pare că apare perspectiva viitorului apropiat, când astfel de elemente sau mult mai puternice vor fi instalate în telefoane sau alte dispozitive. Și nu vor trebui să fie taxați timp de 10 ani.

Aceste idei pentru baterii de lungă durată au fost în mintea inginerilor în urmă cu 50 sau mai mulți ani:

Iată un exemplu de baterie de pacemaker alimentată cu plutoniu-238 din 1974 (elementul radioactiv a fost îndepărtat în a doua fotografie):

În dispozitiv este foarte puțin plutoniu - doar 0,2 grame. Dar munca sa durează zeci de ani. Utilizarea plutoniului este interzisă în prezent pentru a preveni crearea armelor nucleare.

Cel mai probabil, organizațiile mondiale, cum ar fi AIEA (Agenția Internațională pentru Energie Atomică), vor permite acest lucru dezvoltați pentru piața de consum cu amănuntul numai surse electrice de mică putere cu radioizotopi aprinși descompunere beta. Iar cel mai accesibil element este tritiul. Acest gaz este vândut chiar în lanțuri cheie care au fost iluminate permanent de cel puțin 10 ani:

Brelocul este umplut cu gaz luminescent cu adaos de tritiu. Dezintegrarea beta face ca gazul să strălucească. Există mai multe opțiuni de culoare. Alternativă legătură pe aliexpress

Niste poze:

Radiația Betta nu pătrunde în sticlă. Radiația rămâne în interior. Aceasta este lumina de fundal care funcționează mult timp.

Dacă ne uităm, în general, la perspectivele de utilizare a bateriilor nucleare, atunci datorită puterii lor scăzute și a costurilor încă ridicate, vor face acest lucru utilizat într-o zonă extrem de specializată numai în cardiologie (stimulatoare cardiace), microelectronică (senzori, sursă de alimentare cu memorie și alte cipuri) dispozitive. Desigur, astfel de electronice vor fi folosite și în astronautică.

În ceea ce privește utilizarea tehnologiei în electronice de larg consum (telefoane, tablete, ultrabook-uri), până când bateriile nucleare scad prețul la nivelul prețului unui cip de procesor, utilizarea lor va fi limitată. Nu are sens să-l folosiți pentru reîncărcare (putere de microwatt și mai puțin). Dar ca punct de reper pentru ceva important - o idee interesantă.

Desigur, aș vrea să am baterii nucleare portabile în viața de zi cu zi ca cea a eroului de film Tony Stark din filmul "Iron Man" (dar pe un raft sau într-o mașină). Apropo, un scenariu futurist interesant. Dacă existau astfel de baterii radioizotopice cu o putere electrică de cel puțin 1000 W * h, atunci acestea pot fi utilizate pentru a reîncărca bateriile vehiculelor electrice noaptea (sau în timpul parcării). Și mașinile ar deveni complet autonome.

Dar pe celulele care utilizează beta-decay baterii atât de puternice sunt imposibile din punct de vedere fizic. Ei bine, pur și simplu reactorii mai puternici nu vor fi permiși cetățenilor obișnuiți să le folosească. Deși există astfel de reactoare. Și există un motiv obiectiv pentru aceasta. Voi vorbi despre asta în articolul următor.

***

Abonati-va la canal, adăugați-l la marcajele browserului (Ctrl + D). Există o mulțime de informații interesante în față.