البراميل النووية وآفاق استخدامها
في الآونة الأخيرة ، ظهرت تقارير إخبارية في كثير من الأحيان تفيد بأن المتخصصين الروس من معاهد روساتوم قد أتقنوا إنتاج البطاريات النووية. جزء من المعلومات حول إطلاق العناصر بناءً على تقنية الاضمحلال الإشعاعي للنيكل 63. آخرون - حول التكنولوجيا القائمة على اضمحلال طاقة التريتيوم. هناك أيضًا نماذج أولية:
النماذج الأولية في المعرض عام 2017 الجهد 2 فولت. مدة العمل 50 سنة. يبلغ عمر النصف للنيكل 63 100 عام. أولئك. من الناحية النظرية ، يمكن أن تدوم البطارية أكثر من 50 عامًا.
تأتي الطاقة لهذه العناصر من اضمحلال بيتا للنظير المشع النيكل -63. إنه إشعاع غير مخترق من الإلكترونات. يمكنك الاختباء منه بقطعة من الورق. لذلك ، فإن المصدر المشع في علبة معدنية رقيقة ليس خطيرًا. يتم التقاط الإلكترونات بواسطة الكربون أو السيليكون.
إذا تحدثنا عن خصائص وهيكل هذا العنصر ، فإليك الرسم التخطيطي:
يطلق 1 جرام من المادة 3.3 واط * ساعة من الكهرباء. تكلفة السلعة 4000 دولار. اقرأ المزيد حول كيفية الحصول على نظير Ni-63 هنا: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html
تصميم البطارية النووية على Ni-63:
هناك أيضًا مقالات إخبارية تفيد بأن Rosatom تجري بحثًا وتطويرًا في مجال تقنيات البطاريات النووية القائمة على التريتيوم (H-3 هو نظير ثقيل للهيدروجين). يحتوي التريتيوم أيضًا على إشعاع بيتا. لكن نصف العمر هو 12.5 سنة فقط. لذلك ، يمكن أن تدوم بطارية التريتيوم النووية من 10 إلى 12 عامًا فقط. علاوة على ذلك ، ينخفض توترها بشكل كبير.
في الولايات المتحدة الأمريكية ، هناك أيضًا تطورات للبطاريات النووية التي تم إنشاؤها باستخدام تقنية التريتيوم:
تم إنشاء بطارية NanoTritium النووية من CityLabs في عام 2018. الجهد: 0.75 فولت. قوة 75 nW. أنتجت في حزمة من الدوائر الدقيقة LCC68 و LCC 44. التكلفة 1200 دولار.
نطاق التطبيقات لهذه البطاريات واسع: الإلكترونيات الدقيقة ، والغرسات ، وأجهزة الاستشعار ، إلخ. ويبدو أنه يلوح في الأفق احتمال المستقبل القريب ، عندما يتم تثبيت هذه العناصر القوية أو أكثر في الهواتف أو أجهزة أخرى. ولن يحتاجوا إلى فرض رسوم عليهم لمدة 10 سنوات.
كانت هذه الأفكار الخاصة بالبطاريات طويلة الأمد في أذهان المهندسين منذ 50 عامًا أو أكثر:
فيما يلي مثال على بطارية منظم ضربات القلب تعمل بالبلوتونيوم 238 عام 1974 (تمت إزالة العنصر المشع في الصورة الثانية):
يوجد القليل جدًا من البلوتونيوم في الجهاز - 0.2 جرام فقط. لكن عمله كاف لعشرات السنين. يُحظر حاليًا استخدام البلوتونيوم لمنع تطوير أسلحة نووية.
على الأرجح ، ستسمح المنظمات العالمية مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية تطوير مصادر كهربائية منخفضة الطاقة فقط مع نظائر مشعة لسوق استهلاك التجزئة تسوس بيتا. والعنصر الأكثر سهولة هو التريتيوم. يُباع هذا الغاز حتى في سلاسل المفاتيح التي تُضاء باستمرار لمدة 10 سنوات على الأقل:
سلسلة المفاتيح مليئة بغاز الإنارة مع التريتيوم المضاف. تسوس بيتا يجعل الغاز يتوهج. هناك العديد من خيارات الألوان. لبديل حلقة الوصل على aliexpress
بعض الصور:
إشعاع البيتا لا يخترق الزجاج. يبقى الإشعاع في الداخل. هذه هي الإضاءة الخلفية التي تعمل لفترة طويلة.
إذا نظرنا بشكل عام إلى احتمالات استخدام البطاريات النووية ، فبسبب قوتها المنخفضة وتكلفتها العالية ، ستكون كذلك تستخدم في مجال متخصص للغاية فقط في أمراض القلب (أجهزة تنظيم ضربات القلب) ، والإلكترونيات الدقيقة (أجهزة الاستشعار ، وإمدادات طاقة الذاكرة والرقائق الأخرى) باهظة الثمن الأجهزة. بالطبع ، سيتم استخدام هذه الإلكترونيات أيضًا في الملاحة الفضائية.
أما بالنسبة لاستخدام التكنولوجيا في الإلكترونيات الاستهلاكية (الهواتف والأجهزة اللوحية وأجهزة Ultrabooks) ، فسيكون استخدامها محدودًا حتى ينخفض سعر البطاريات النووية إلى مستوى سعر شريحة المعالج. لا معنى لاستخدامه لإعادة الشحن (طاقة ميكرووات وأقل). ولكن كإضاءة على شيء مهم - فكرة مثيرة للاهتمام.
بالطبع ، أود الحصول على بطاريات نووية محمولة في الحياة اليومية مثل بطل الفيلم توني ستارك من فيلم "الرجل الحديدي" (ولكن على الرف أو في السيارة). بالمناسبة ، سيناريو مستقبلي مثير للاهتمام. إذا كانت هناك مثل هذه البطاريات ذات النظائر المشعة بطاقة كهربائية لا تقل عن 1000 واط * ساعة ، فيمكن استخدامها لإعادة شحن بطاريات السيارات الكهربائية في الليل (أو أثناء الوقوف). وستصبح السيارات مستقلة تمامًا.
ولكن في الخلايا التي تستخدم تحلل بيتا ، فإن مثل هذه البطاريات القوية مستحيلة ماديًا. حسنًا ، لن يُسمح ببساطة للمواطنين العاديين باستخدام المفاعلات الأكثر قوة. على الرغم من وجود مثل هذه المفاعلات. وهناك سبب موضوعي لذلك. سأتحدث عنها في المقالة التالية.
***
الإشتراك إلى القناة ، قم بإضافتها إلى الإشارات المرجعية في متصفحك (Ctrl + D). هناك الكثير من المعلومات المثيرة للاهتمام في المستقبل.