חביות גרעיניות וסיכויים לשימושם

לאחרונה, לעתים קרובות מופיעים דיווחי חדשות כי מומחים רוסים ממכוני רוזאטום שולטים בייצור סוללות גרעיניות. חלק מהמידע על ייצור אלמנטים המבוססים על טכנולוגיה של ריקבון רדיואקטיבי של ניקל 63. אחרים - על טכנולוגיה המבוססת על אנרגיית ריקבון של טריטיום. ישנם גם אבות טיפוס כאלה:

אב טיפוס בתערוכה בשנת 2017 מתח 2 V. תקופת העבודה היא 50 שנה. לניקל 63 יש מחצית חיים של 100 שנה. הָהֵן. תיאורטית, הסוללה יכולה להחזיק מעמד יותר מ -50 שנה.

האנרגיה של יסודות אלה מגיעה מהתפרקות בטא של האיזוטופ הרדיואקטיבי ניקל 63. זו קרינה לא חודרת מהאלקטרונים. אתה יכול להסתתר ממנו עם פיסת נייר. לכן, מקור רדיואקטיבי במקרה מתכתי דק אינו מסוכן. אלקטרונים נלכדים על ידי פחמן או סיליקון.

אם אנחנו מדברים על המאפיינים והמבנה של אלמנט כזה, הנה הדיאגרמה:

גרם אחד של החומר משחרר חשמל 3.3 ואט לשעה. עלות הפריט היא 4000 דולר. קרא עוד על האופן שבו מתקבל איזוטופ Ni-63 כאן: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html

תכנון סוללות גרעיניות ב- Ni-63:

ישנם גם מאמרים חדשותיים על כך שרוזטום עורכת מחקר ופיתוח בתחום הטכנולוגיות לסוללות אטומיות המבוססות על טריטיום (H-3 הוא איזוטופ כבד של מימן). לטריטיום יש גם קרינת בטא. אבל מחצית החיים היא רק 12.5 שנים. לכן, סוללה גרעינית טריטיום יכולה להחזיק מעמד רק 10-12 שנים. יתר על כן, המתח שלה צונח בצורה דרמטית.

בארצות הברית יש גם התפתחויות של סוללות גרעיניות, שנוצרו באמצעות טכנולוגיית טריטיום:

הסוללה הגרעינית NanoTritium של CityLabs נוצרה בשנת 2018. מתח: 0.75 V. הספק 75 nW. מיוצר באריזה של מיקרו מעגלים LCC68 ו- LCC 44. עלות - 1200 $.

מגוון היישומים של סוללות כאלה הוא רחב: מיקרואלקטרוניקה, שתלים, חיישנים וכו '. וזה נראה כאילו זה מתנשא הסיכוי לעתיד הקרוב, כאשר אלמנטים כאלה או הרבה יותר חזקים יותקנו בטלפונים או מכשירים אחרים. והם לא יצטרכו לחייב אותם במשך 10 שנים.

רעיונות אלה לסוללות ארוכות טווח היו בראשם של המהנדסים לפני 50 שנה ומעלה:

הנה דוגמה לסוללת קוצב לב המופעלת על ידי פלוטוניום -238 משנת 1974 (האלמנט הרדיואקטיבי הוסר בתמונה השנייה):

יש מעט מאוד פלוטוניום במכשיר - 0.2 גרם בלבד. אך עבודתו נמשכת עשרות שנים. השימוש בפלוטוניום אסור כיום במטרה למנוע יצירת נשק גרעיני.

סביר להניח שארגונים עולמיים כמו IAEA (הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית) יאפשרו זאת לפתח עבור שוק הצריכה הקמעונאית רק מקורות חשמל בעלי הספק נמוך עם רדיואיזוטופים ריקבון בטא. והאלמנט הנגיש ביותר הוא טריטיום. גז זה נמכר אפילו ברשתות מפתח, המוארות כל העת למשך 10 שנים לפחות:

מחזיק המפתחות מלא בגז זוהר בתוספת טריטיום. ריקבון בטא גורם לגז לזרוח. ישנן מספר אפשרויות צבע. חֲלוּפָה קישור ב- aliexpress

כמה תמונות:

קרינת בטה אינה חודרת לזכוכית. הקרינה נשארת בפנים. כזה הוא התאורה האחורית שעובדת זמן רב.

אם נבחן בדרך כלל את הסיכויים לשימוש בסוללות גרעיניות, בשל ההספק הנמוך והמחיר הגבוה עדיין, הם יעשו זאת משמש בתחום מתמחה ביותר רק בקרדיולוגיה (קוצבי לב), מיקרואלקטרוניקה (חיישנים, ספק כוח זיכרון ושבבים אחרים) יקרים מכשירים. כמובן, אלקטרוניקה כזו תשמש גם באסטרונאוטיקה.

באשר לשימוש בטכנולוגיה באלקטרוניקה צרכנית (טלפונים, טאבלטים, ultrabooks), עד שסוללות גרעיניות לא ייפלו במחיר לרמת המחיר של שבב מעבד, השימוש בהן יהיה מוגבל. לא הגיוני להשתמש בו לטעינה (כוח מיקרו-וואט ופחות). אבל כזרקור למשהו חשוב - רעיון מעניין.

כמובן, הייתי רוצה שיהיו לי סוללות גרעיניות ניידות בחיי היומיום כמו של גיבור הסרט טוני סטארק מהסרט "איש הברזל" (אבל על מדף או במכונית). אגב, תרחיש עתידני מעניין. אם היו סוללות רדיואיזוטופ כאלה בהספק חשמלי של לפחות 1000 ואט * שעה, ניתן להשתמש בהן כדי להטעין את הסוללות של רכבים חשמליים בלילה (או במהלך החניה). והמכוניות יהפכו לאוטונומיות לחלוטין.

אך על תאים המשתמשים בפירוק בטא כל כך בלתי אפשרי פיזית. ובכן, כורים חזקים יותר פשוט לא יורשו להשתמש באזרחים מן השורה. למרות שיש כורים כאלה. ויש לכך סיבה אובייקטיבית. אדבר על כך במאמר הבא.

***

הירשם כמנוי לערוץ, הוסף אותו לסימניות הדפדפן שלך (Ctrl + D). לפנינו הרבה מידע מעניין.