Barils nucléaires et perspectives d'utilisation

Récemment, des informations sont souvent apparues selon lesquelles des spécialistes russes des instituts Rosatom maîtrisaient la production de batteries nucléaires. Une partie des informations sur la libération d'éléments basée sur la technologie de la désintégration radioactive du nickel-63. Autres - sur la technologie basée sur l'énergie de désintégration du tritium. Il existe également de tels prototypes:

Prototypes à l'exposition en 2017 Tension 2 V. La durée du travail est de 50 ans. Le nickel-63 a une demi-vie de 100 ans. Ceux. théoriquement, la batterie peut durer plus de 50 ans.

L'énergie de ces éléments provient de la désintégration bêta de l'isotope radioactif nickel-63. C'est un rayonnement non pénétrant des électrons. Vous pouvez vous en cacher avec un morceau de papier. Par conséquent, une source radioactive dans un boîtier métallique mince n'est pas dangereuse. Les électrons sont capturés par le carbone ou le silicium.

Si nous parlons des caractéristiques et de la structure d'un tel élément, voici le diagramme:

1 gramme de substance libère 3,3 W * h d'électricité. Le coût de l'article est de 4 000 $. En savoir plus sur la façon dont l'isotope Ni-63 est obtenu ici: https://wiolowan.livejournal.com/23640.html

La conception d'une batterie nucléaire sur Ni-63:

Il y a aussi des articles de presse que Rosatom mène des recherches et développement dans le domaine de la technologie nucléaire basée sur le tritium (H-3 est un isotope lourd de l'hydrogène). Le tritium a également un rayonnement bêta. Mais la demi-vie n'est que de 12,5 ans. Par conséquent, une batterie nucléaire au tritium ne peut durer que 10 à 12 ans. De plus, sa tension diminue considérablement.

Aux USA, il y a aussi des développements de batteries nucléaires créées à l'aide de la technologie du tritium:

La batterie nucléaire NanoTritium de CityLabs a été créée en 2018. Tension: 0,75 V. Puissance 75 nW. Produit dans un paquet de microcircuits LCC68 et LCC 44. Le coût est de 1 200 $.

Le champ d'application de ces batteries est large: microélectronique, implants, capteurs, etc. Et il semble que ça se profile la perspective d'un avenir proche, lorsque de tels éléments ou des éléments beaucoup plus puissants seront installés dans les téléphones ou Autres appareils. Et ils n'auront pas besoin d'être facturés pendant 10 ans.

Ces idées de batteries longue durée ont été dans l'esprit des ingénieurs il y a 50 ans ou plus:

Voici un exemple d'une batterie de stimulateur cardiaque alimentée au plutonium-238 de 1974 (l'élément radioactif a été retiré sur la deuxième photo):

Il y a très peu de plutonium dans l'appareil - seulement 0,2 gramme. Mais son travail suffit pour des dizaines d'années. L’utilisation du plutonium est actuellement interdite afin d’empêcher le développement d’armes nucléaires.

Très probablement, des organisations mondiales comme l'AIEA (Agence internationale de l'énergie atomique) permettront développer pour le marché de la consommation de détail uniquement des sources électriques de faible puissance avec des radio-isotopes désintégration bêta. Et l'élément le plus accessible est le tritium. Ce gaz est vendu même dans les porte-clés, qui sont constamment allumés pendant au moins 10 ans:

Le porte-clés est rempli de gaz luminescent additionné de tritium. La désintégration bêta fait briller le gaz. Il existe plusieurs options de couleur. Alternative lien sur aliexpress

Quelques photos:

Le rayonnement Betta ne pénètre pas dans le verre. Le rayonnement reste à l'intérieur. Tel est le rétroéclairage qui fonctionne depuis longtemps.

Si nous examinons généralement les perspectives d'utilisation des batteries nucléaires, alors en raison de leur faible puissance et de leur coût toujours élevé, elles seront utilisé dans un domaine hautement spécialisé uniquement en cardiologie (stimulateurs cardiaques), microélectronique (capteurs, alimentation mémoire et autres puces) dispositifs. Bien entendu, cette électronique sera également utilisée en astronautique.

Quant à l'utilisation de la technologie dans l'électronique grand public (téléphones, tablettes, ultrabooks), si les batteries nucléaires ne baissent pas au niveau de prix d'une puce de processeur, leur utilisation sera limitée. Cela n'a aucun sens de l'utiliser pour la recharge (puissance en microwatt et moins). Mais en tant que projecteur sur quelque chose d'important - une idée intéressante.

Bien sûr, j'aimerais avoir des batteries nucléaires portables dans la vie de tous les jours comme le héros du film Tony Stark du film "Iron Man" (mais sur une étagère ou dans une voiture). Au fait, un scénario futuriste intéressant. S'il existait de telles batteries radio-isotopes d'une puissance électrique d'au moins 1000 W * h, elles peuvent être utilisées pour recharger les batteries des véhicules électriques la nuit (ou pendant le stationnement). Et les voitures deviendraient complètement autonomes.

Mais sur les cellules utilisant la désintégration bêta, de telles batteries puissantes sont physiquement impossibles. Eh bien, les citoyens ordinaires ne pourront tout simplement pas utiliser des réacteurs plus puissants. Bien qu'il existe de tels réacteurs. Et il y a une raison objective à cela. J'en parlerai dans le prochain article.

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