Kodolu mucas un to izmantošanas perspektīvas
Pēdējā laikā bieži parādījās ziņas, ka krievu speciālisti no Rosatom institūtiem ir apguvuši kodolpatronu ražošanu. Daļa informācijas par elementu ražošanu, pamatojoties uz niķeļa-63 radioaktīvās sabrukšanas tehnoloģiju. Citi - par tehnoloģiju, kuras pamatā ir tritija sabrukšanas enerģija. Ir arī šādi prototipi:
Prototipi izstādē 2017. gadā Spriegums 2 V. Darba termiņš ir 50 gadi. Niķeļa-63 pussabrukšanas periods ir 100 gadi. Tie. teorētiski akumulators var kalpot vairāk nekā 50 gadus.
Šo elementu enerģija rodas no radioaktīvā niķeļa-63 izotopa beta sabrukšanas. Tas ir neiekļūstošs elektronu starojums. Jūs varat paslēpties no tā ar papīra gabalu. Tāpēc radioaktīvs avots plānā metāla korpusā nav bīstams. Elektronus uztver vai nu ogleklis, vai silīcijs.
Ja mēs runājam par šāda elementa īpašībām un struktūru, tad šeit ir shēma:
1 grams vielas izdala 3,3 W * h elektroenerģijas. Priekšmeta izmaksas ir 4000 USD. Vairāk par to, kā tiek iegūts Ni-63 izotops, lasiet šeit: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html
Ni-63 kodolbaterijas dizains:
Ir arī ziņu raksti, ka Rosatom veic pētījumus un izstrādi tādu tehnoloģiju jomā, kas attiecas uz kodolbaterijām, kuru pamatā ir tritijs (H-3 ir smags ūdeņraža izotops). Tritijam ir arī beta starojums. Pusperiods ir tikai 12,5 gadi. Tāpēc tritija kodolbaterija var kalpot tikai 10-12 gadus. Turklāt viņas spriedze dramatiski samazinās.
ASV notiek arī kodolbateriju izstrāde, kas izveidota, izmantojot tritija tehnoloģiju:
CityLabs NanoTritium kodolbaterija tika izveidota 2018. gadā. Spriegums: 0,75 V. Jauda 75 nW. Izgatavots LCC68 un LCC 44 mikroshēmu iepakojumā. Izmaksas ir 1200 USD.
Šādu bateriju pielietojuma klāsts ir plašs: mikroelektronika, implanti, sensori utt. Un šķiet, ka tas draud tuvākās nākotnes izredzes, kad šādi vai daudz jaudīgāki elementi tiks uzstādīti tālruņos vai citas ierīces. Un viņiem nebūs jāmaksā 10 gadus.
Šīs idejas par ilglaicīgām baterijām ir bijušas inženieru prātā pirms 50 vai vairāk gadiem:
Šeit ir 1974. gada elektrokardiostimulatora ar plutoniju-238 akumulatora piemērs (otrajā fotoattēlā radioaktīvais elements ir noņemts):
Plutonija ierīcē ir ļoti maz - tikai 0,2 grami. Bet viņa darba pietiek desmitiem gadu. Pašlaik plutonija lietošana ir aizliegta, lai novērstu kodolieroču radīšanu.
Visticamāk, tādas pasaules organizācijas kā IAEA (Starptautiskā Atomenerģijas aģentūra) atļaus mazumtirdzniecības tirgum izstrādāt tikai mazjaudas elektriskos avotus ar ieslēgtiem radioizotopiem beta sabrukšana. Un vispieejamākais elements ir tritijs. Šo gāzi pārdod pat atslēgu piekariņos, kas pastāvīgi deg vismaz 10 gadus:
Atslēgu piekariņš ir piepildīts ar luminiscējošu gāzi ar pievienotu tritiju. Beta sabrukšana liek gāzei spīdēt. Ir vairākas krāsu opcijas. Alternatīva saite par aliexpress
Daži fotoattēli:
Betta starojums neiekļūst stiklā. Radiācija paliek iekšā. Tāds ir apgaismojums, kas darbojas ilgu laiku.
Ja mēs parasti aplūkosim atomelementu izmantošanas perspektīvas, tad to zemās jaudas un joprojām augsto izmaksu dēļ tie būs izmanto ļoti specializētā jomā tikai kardioloģijā (elektrokardiostimulatori), mikroelektronikā (sensori, atmiņas barošanas avoti un citas mikroshēmas) ierīces. Protams, šāda elektronika tiks izmantota arī astronautikā.
Kas attiecas uz tehnoloģiju izmantošanu sadzīves elektronikā (tālruņi, planšetdatori, ultrabooks), tad līdz brīdim, kad kodolbaterijas samazināsies līdz procesora mikroshēmas cenu līmenim, to izmantošana būs ierobežota. Nav jēgas to izmantot uzlādēšanai (mikrovatu jauda un mazāk). Bet kā uzmanības centrā kaut kas svarīgs - interesanta ideja.
Protams, es vēlētos, lai ikdienas dzīvē būtu pārnēsājamas kodolbaterijas, piemēram, filmas varonis Tonijs Stārks no filmas "Dzelzs vīrs" (bet uz plaukta vai automašīnā). Starp citu, interesants futūristisks scenārijs. Ja bija tādas radioizotopu baterijas, kuru elektriskā jauda bija vismaz 1000 W * h, tad tās var izmantot elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru uzlādēšanai naktī (vai stāvēšanas laikā). Un automašīnas kļūtu pilnīgi autonomas.
Bet šūnās, kurās tiek izmantota beta sabrukšana, šādas jaudīgas baterijas ir fiziski neiespējamas. Nu, jaudīgākus reaktorus vienkārši neļaus izmantot parastajiem pilsoņiem. Lai gan ir tādi reaktori. Tam ir objektīvs iemesls. Es par to runāšu nākamajā rakstā.
***
Abonēt kanālam, pievienojiet to pārlūkprogrammas grāmatzīmēm (Ctrl + D). Priekšā ir daudz interesantas informācijas.