Şu anda bilim ilerliyor ve gelişiyor. Bugün nükleer pil zaten icat edildi. Böyle bir enerji kaynağının ömrü 50, bazen de 100 yıla kadar çıkabilmektedir. Her şey boyuta ve hangi radyoaktif maddenin kullanıldığına bağlıdır.

Nükleer pil üretimine ilişkin ilk duyuru Rosatom tarafından yapıldı. Bu şirket 2017 yılında sergide bir prototip sundu.

Araştırmacılar, elektrik üretmek için nikel 63 izotopunun beta bozunumunu kullanan bir nükleer pilin katmanlarını optimize etmeyi başardılar.

Bu maddenin 1 gramı 3300 miliwatt saat içerir.

Atom pilinin çalışma prensibi

Enerji üretimi kimyasal reaksiyona dayalıdır. farklı şekiller izotoplar. Beta bozunması sırasında bir elektrik potansiyeli yaratılır. Bu da akımı verir.

Nükleer piller tehlikeli midir?

Geliştiriciler, bu tür pillerin sıradan vatandaşlar için tamamen güvenli olduğunu iddia ediyor. Ve hepsi kasanın tasarımının sağlam bir şekilde yapılmış olması nedeniyle.

Beta radyasyonunun vücuda zarar verdiği bilinmektedir. Ancak oluşturulan nükleer pil yumuşaktır ve enerji hücresi tarafından emilecektir.

Şu anda uzmanlar, Rusya A123 nükleer pilinin kullanılmasının planlandığı çeşitli endüstrileri tespit ediyor:

1. İlaç.
2. Uzay endüstrisi.
3. Sanayi.
4. Ulaşım.

Ayrıca bu alanların yanı sıra diğer alanlarda da yeni dayanıklı enerji kaynakları kullanılabilir.

Nükleer pilin artıları

Bir takım olumlu nitelikler vardır:

• Dayanıklılık. 100.000 yıla kadar dayanabilirler.
• Kritik sıcaklıklara dayanma yeteneği.
• Küçük boyutları, taşınabilir olmalarını ve kompakt ekipmanlarda kullanılmalarını sağlar.

Güçlü bir pilin dezavantajları

• Üretimin karmaşıklığı.
• Radyasyona maruz kalma riski vardır. Özellikle kasa hasar görmüşse.
• Masraflı. Bir nükleer pil 500.000 ila 4.500.000 rubleye mal olabilir.
• Dar bir insan çevresi tarafından kullanılabilir.
• Küçük çeşitler.

Nükleer pillerin araştırılması ve geliştirilmesi yalnızca büyük şirketler tarafından değil aynı zamanda sıradan öğrenciler tarafından da yürütülmektedir. Böylece Tomsk'ta bir öğrenci kendi pilini geliştirdi. nükleer enerji Yaklaşık 12 yıl boyunca şarj edilmeden çalışabilen bir cihaz. Buluşun işleyişi trityumun bozunmasına dayanmaktadır. Böyle bir pil zamanla özelliklerini değiştirmez.

Akıllı telefon için nükleer pil

2019 yılı için telefonlar için nükleer enerji kaynakları piyasaya sürülüyor. Aşağıdaki resimde gösterildiği gibi görünüyorlar.

Bir cep telefonundaki özel konektörlere takılan bir tür mikro devreye benziyorlar. Bu pil 20 yıl dayanabilir. Üstelik bunca zaman şarj edilmesine gerek yok. Bu nükleer fisyon süreci nedeniyle mümkündür. Doğru, böyle bir enerji kaynağı birçok kişiyi korkutabilir. Sonuçta herkes radyasyonun zararlı olduğunu ve vücuda zarar verdiğini biliyor. Ve çok az kişi gün boyunca böyle bir telefonu yanında taşımaktan hoşlanır.

Ancak bilim adamlarına göre böyle bir nükleer pil tamamen güvenlidir. Aktif madde olarak trityum dahil olduğundan. Çürüme sırasında ortaya çıkan radyasyon zararsızdır. Trityumun çalışmalarını karanlıkta parlayan bir kuvars saatte görebilirsiniz. Pil eksi 50 derecelik dona dayanabilir. Ayrıca artı 150 C 0'da stabil olarak çalışır. Aynı zamanda çalışmalarında herhangi bir dalgalanma kaydedilmedi.

En azından telefonunuzu normal bir pil kullanarak şarj etmek için böyle bir pili elinizde bulundurmak iyi bir fikirdir.

Böyle bir pilin voltajı 0,8 - 2,4 volt arasında değişir. Aynı zamanda 50 ila 300 nanoamper üretir. Ve tüm bunlar 20 yıl boyunca oluyor.

Kapasite şu şekilde hesaplanır: C = 0,000001W * 50 yıl * 365 gün * 24 saat / 2V = 219mA

Şu anda pilin değeri 1.122 dolar. Mevcut döviz kuruyla (65,42) rubleye çevirirsek 73.400 rubleye çıkacak.

Nükleer piller nerede kullanılır?

Uygulama kapsamı geleneksel pillerle hemen hemen aynıdır. Şunlarda kullanılırlar:

• Mikroelektronik.
• Basınç ve sıcaklık sensörleri.
• İmplantlar.
• Lityum hücreler için güç bankaları olarak.
• Tanımlama sistemleri.
• Saat.
• SRAM belleği.
• FPGA, ASIC gibi düşük güçlü işlemcilere güç sağlamak için.

Gelecekte tek cihazlar bunlar değil; listeleri önemli ölçüde genişleyecek.

Nikel 63 nükleer pil ve özellikleri

63 izotopu üzerinde yapılan bu nükleer enerji kaynağı, 50 yıla kadar dayanabiliyor. Beta voltoik etki nedeniyle çalışır. Neredeyse bir fotoelektrik efektine benziyor. İçinde, bir yarı iletkenin kristal kafesindeki elektron-delik çiftleri, hızlı elektronların veya beta parçacıklarının etkisi altında oluşturulur. Fotoelektrik etki ile de fotonların etkisi altında ortaya çıkarlar.

Araştırmacı Gavrilov, nikel-62 hedeflerinin bir reaktörde ışınlanmasıyla nikel-63 atom pili üretildiğini iddia ediyor. Gerekli hedefler Zheleznogorsk'ta zaten mevcut.

Nikel 63'teki yeni Rus nükleer pillerini lityum iyon pillerle karşılaştırırsak, 30 kat daha küçük olacaklar.

Uzmanlar bu enerji kaynaklarının zayıf beta ışınları yayması nedeniyle insanlar için güvenli olduğunu söylüyor. Ayrıca dışarı çıkmazlar, cihazın içinde kalırlar.

Böyle bir güç kaynağı şu anda tıbbi kalp pilleri için idealdir. Ancak geliştiriciler maliyet hakkında konuşmuyor. Ama onlar olmadan da hesaplayabilirsiniz. 1 gram Ni-63'ün şu anda maliyeti yaklaşık 4.000 dolardır. Buradan tam teşekküllü bir pilin çok para gerektireceği sonucuna varabiliriz.

Nikel 63 elmaslardan çıkarılır. Ancak bu izotopu elde etmek için dayanıklı elmas malzemeyi kesmeye yönelik yeni bir teknoloji yaratmak gerekiyordu.

Genel olarak bir nükleer pil, özel bir filmle ayrılmış bir yayıcı ve bir toplayıcıdan oluşur. Radyoaktif bir element bozunduğunda beta radyasyonu yayar. Sonuç olarak pozitif yüklü hale gelir. Şu anda toplayıcı negatif olarak yükleniyor. Bundan sonra potansiyel bir fark ortaya çıkar ve elektrik.

Özünde atom bataryamız katmanlı bir pastadır. 200 elmas yarı iletkenin arasında nikel 63'ten yapılmış 200 enerji kaynağı bulunur. Enerji kaynağının yüksekliği yaklaşık 4 mm'dir. Ağırlığı 250 miligramdır. Küçük boyut Rus nükleer bataryası için büyük bir artı.

Gerekli boyutları bulmak zordur. İzotopun büyük kalınlığı, içinde görünen elektronların kaçmasına izin vermeyecektir. Birim zamandaki beta bozunumlarının sayısı azaldığından küçük kalınlık faydalı değildir. Aynı şey yarı iletkenin kalınlığı için de geçerlidir. Pil, izotop kalınlığı yaklaşık 2 mikron olduğunda en iyi şekilde çalışır. Ve elmas yarı iletken 10 mikrondur.

Ancak bilim adamlarının şu ana kadar başardıkları sınır değil. Emisyonlar en az üç kat daha artırılabilir. Bu da nükleer pilin 3 kat daha ucuza yapılabileceği anlamına geliyor.

Karbon 14 nükleer pil 100 yıl dayanır

Bu atom pili, diğer radyasyon enerji kaynaklarına kıyasla aşağıdaki avantajlara sahiptir:

1. Ucuzluk.
2. Ekolojik temizlik.
3. 100 yıla kadar uzun servis ömrü.
4. Düşük toksisite.
5. Emniyet.
6. Aşırı sıcaklık koşullarında çalışabilme özelliğine sahiptir.

Radyoaktif izotop karbon 14'ün yarı ömrü 5.700 yıldır. Kesinlikle toksik değildir ve düşük maliyetlidir.

Sadece ABD ve Rusya değil, diğer ülkeler de nükleer pilin modernizasyonu için aktif olarak çalışıyor! Araştırmacılar karbür bir alt tabaka üzerinde film büyütmeyi öğrendiler. Sonuç olarak, alt tabakanın fiyatı 100 kata kadar düştü. Bu yapı radyasyona karşı dayanıklıdır ve bu da enerji kaynağının güvenli ve dayanıklı olmasını sağlar. Nükleer pillerde silisyum karbür kullanılarak bunların 350 santigrat derece sıcaklıkta çalışmasını sağlamak mümkündür.

Böylece bilim adamları kendi elleriyle bir atom pili yaratmayı başardılar!

Yarım asırdır yeni nesil güç kaynağı olan beta-voltaik pilleri geliştirmeye çalışıyorlar ama henüz endüstriyel üretim noktasına ulaşan yok. Pilin dolgu maddesi olan nikel-63 izotopu doğada bulunmuyor; yalnızca yapay olarak üretilebiliyor.
Bazı ülkelerde, örneğin ABD'de, nikel elde etmeyi mümkün kılan teknolojiler icat edildi, ancak yalnızca düşük derecede zenginleştirilmiş nikel - 63. izotop içeriği yaklaşık% 20'dir. Onunla etkili bir nükleer pil yapamazsınız. Rosatom işletmeleri yüzde 80'in üzerinde zenginleştirme elde etti.
Rus nükleer bataryası, MCC'nin, bir dizi diğer sanayi kuruluşunun ve Bilimler Akademisi'nin ortak bir projesidir. Başkan yardımcısı SR'ye "İşbirliği çerçevesinde birçok görev var, en önemlisi sistem entegrasyonu" dedi teknik departman GHC Dmitry Druz. “Şu anda 63. izotop zenginleştirmesi yüksek nikel üretimine yönelik teknoloji üzerinde bir takım geliştirme çalışmaları ve prototip pil oluşturmaya yönelik çalışmalar yürütülüyor.”
Bir nükleer pilin çalışma prensibi beta-voltaik etkiye dayanmaktadır: radyoaktif bir nikel izotoptan gelen beta radyasyonu, beta-voltaik etkiye dönüştürülür. elektrik enerjisi. Fotoelektrik etkinin bir benzeri, bir yarı iletkenin kristal kafesinde elektron-delik çiftlerinin oluşumunun fotonların değil beta parçacıklarının (hızlı elektronlar) etkisi altında meydana gelmesi farkıyla.
Dmitry, "Prensip olarak, nikel-63 izotopuna dayalı bir pil dört parçadan oluşur: son derece zenginleştirilmiş nikel-63 izotoptan oluşan ultra ince bir katmanla kaplanmış yarı iletken bir beta radyasyon dönüştürücü, pil kontaktörleri ve minyatür bir kapalı kasa" diyor Dmitry Druz.

KAYNAK ÖZELLİKLERİ

100 µW/cm

ÖZEL GÜÇ

16,6,2 mm

BOYUTLAR

>50 yıl

ÖMÜR

20 %

Madencilik ve Kimya Kombinesinde ilk nükleer pil örneğini 2016 sonu - 2017 başında üretmeyi planlıyorlar. Kaynakların şekli ve boyutları, özellikle nöro ve kalp pilleri için mikrowatt sınıfı pillere uyarlanmıştır. Gelecekte ürünün özellikleri ve özellikleri uygulamaya ve müşteri gereksinimlerine bağlı olacaktır. Dmitry Druz, "Bunlar tanıdık form faktörleri olabilir - "tabletler" veya minyatür AA piller veya mikrominyatür form faktörleri olabilir" diye listeliyor.

Teknoloji çığır açıcıdır - şu anda bilinen tüm Batılı benzerlerinin bir adım bile değil, birkaç adım ilerisindedir. Projeyi hayata geçirmek için temel ve uygulamalı bilimsel sorunları çözmenin yanı sıra Rosatom'un yine Batılı teknolojileri geride bırakan endüstriyel teknolojilerini uygulamak gerekiyor. Ve bir bütün olarak tüm bunlar, beklediğimiz gibi, gelecek yılın başında benzersiz bir ürün yaratmamıza olanak sağlayacak. Petr Gavrilov, Madencilik Kimyasal Kompleksi Genel Müdürü

Yeni ürüne olan ilginin ardından basında diğer kuruluşların gelişmeleriyle ilgili yayınlar çıktı.
Böylece, MISiS, TISNUM, MIPT ve NPO Luch'tan bir bilim insanı ekibi, nikel-63 izotopunun iyonlaştırıcı radyasyonu için yeni bir enerji dönüştürücünün prototipini oluşturdu. Ancak bu bir nükleer pil değil, bir nükleer jeneratör. Araştırma ekibinin başkanı ve MISiS Yarı İletkenler ve Dielektrik Malzeme Bilimi Bölüm Başkanı Profesör Yuri Parkhomenko şunları söylüyor: "Temel olarak farklı bir görevle karşı karşıyaydık - radyasyonla uyarılan bir mekanoelektrik alternatif voltaj jeneratörünün geliştirilmesi. nikel-63 izotopundan gelen iyonlaştırıcı radyasyonun enerjisi.
Bu pilin kalbi, iki alanlı yapıya sahip ince bir piezokristalin lityum niyobat plakası olan konsoldur. Beta bozunması sırasında nikel-63 izotopunda salınan enerji, piezokristal konsolun mekanik titreşimlerinin enerjisine dönüştürülür ve bu da elektrotlarda alternatif bir voltaja dönüştürülür.
Hem beta-voltaik hem de mikroelektromekanik kaynaklar (MISiS ve ortaklarının geliştirilmesine benzer şekilde) 10 yıldan fazla bir süre önce ortaya çıktı, ancak hepsi yüksek derecede zenginleştirilmiş nikel-63'ün sağlayabileceği verimlilik ve güçten yoksun. Dmitry Druz'un belirttiği gibi, Ar-Ge'nin şu anki aşamasında, GKhK pilinin nikel-63'ün beta bozunma enerjisini kullanan tüm pil örneklerini geride bırakacağı açıktır. "Kaynağımızın hem verimlilik hem de güç açısından, aynı zamanda boyut ve gösterişsizlik açısından birçok avantajı var. En çok kullanılabilir aşırı koşullar"- Dmitry Druz'u vurguladı.
Rosatom markası altında bir nükleer pil çok yakında gerçeğe dönüşecek ve bu ürünün yalnızca yurt içi değil dünya pazarında da devrim yaratacağına inanmak için her türlü neden var.

Potansiyel tüketiciler
Tıbbi kalp pilleri enerji kaynağı olarak plütonyum-238'i kullanır ve yaklaşık 10 yıl dayanır. Kalp pillerini değiştirmek nükleer pil ile karmaşık bir işlemdir ve 50 yıl boyunca deimplantasyona gerek kalmayacaktır. Nükleer endüstride nükleer piller sıcaklık ve radyasyon izleme sensörlerine takılabilir. Nükleer piller, otonom navigasyon ekipmanı ağlarının, telemetri sistemlerinin ve çok çeşitli parametrelerin çevrimiçi izlenmesinin vazgeçilmez bir bileşeni haline gelecektir. Uzun ömürlü kaynaklar, çeşitli su altı sistemlerinin yaratıcıları, Kuzey'in fatihleri ​​ve askeri endüstri tarafından büyük bir patlama ile karşılanacak.
Üretme
Nikel-63 temiz bir enerji kaynağıdır: yumuşak beta radyasyonuna zararlı gama radyasyonu eşlik etmez. Yarı ömrü 100 yıldır. Bir izotop üretmek için iki aşamalı zenginleştirme gereklidir: önce nikel-62 için santrifüjlerde, ardından nikel-63 için zenginleştirme ve ayırmadan sonra.
Her eve mi?
Hangimiz akıllı telefonlarımızın, bilgisayarlarımızın veya tabletlerimizin şarj edilmeden 50 yıl dayanmasını istemez? Güvenlik açısından hiçbir engel yoktur: Nikel-63'ten gelen beta radyasyonu pil yuvası tarafından emilir. Ancak bataryayı sökmek isteyenlerin olacağı korkusu da var. Ve sonra olumsuz sonuçlar doğabilir. Nükleer pillere ve jeneratörlere geniş tüketici erişiminin önünde başka bir engel daha var: fiyat. 1 g nikel-63 elde etmenin karmaşık teknolojisi nedeniyle yüzbinlerce rubleye mal oluyor. Pil bir gramdan çok daha azına ihtiyaç duysa da pahalıdır. Ancak ürün bilim yoğun, yüksek teknolojili endüstrilerde test edildiğinde talep artacak ve ardından nikel-63'ün endüstriyel üretimi başlayacak ve maliyet çok daha düşük hale gelecektir. Önemli bir soru: kompaktın nasıl imha edileceği nükleer kaynaklar enerji? Madencilik ve Kimya Fabrikası teknik departmanı başkan yardımcısı Dmitry Druz, "Onları çürümemiş izotopun çıkarılması için işleme tabi tutmak en uygunudur" diyor.

Sonunda Rosatom, Atomexpo-2017 forumunda pil alanımızda boy gösterdi nükleer pil en az 50 yıl hizmet ömrüne sahip. Bu önemli olaydan yararlanarak, barışçıl atomun mobil cihazlar için kullanılması olanaklarını değerlendireceğiz.

Atomik (nükleer) pil- bu hala bir pildir, akümülatör değil, çünkü tanım gereği yeniden şarj etme imkanı olmayan tek kullanımlık bir elektrik akımı kaynağıdır. Buna rağmen, nükleer pillerin mobil cihazlarda kullanılması ihtimali halkın hayal gücünü aktif olarak heyecanlandırıyor. Ama önce ilk şeyler.

Rosatom forumda tam olarak neyi sundu? CEO FSUE NII NPO Luch, Pavel Zaitsev, Ni63 izotopu üzerinde çalışan, sunulan kaynağın 50 yıl boyunca 2V voltajla 1mkW üretim kapasitesine sahip olduğunu belirtti. Pavel Zaitsev, mütevazı akım-voltaj özellikleri hakkında oldukça açık bir şekilde konuşuyor ve asıl vurguyu uzun hizmet ömrüne veriyor. Muhtemelen, yalnızca kişisel alçakgönüllülükle, Federal Devlet Üniter Teşebbüsü "Araştırma Enstitüsü NPO Luch" Genel Müdürü şunu belirtti: teknik özellikler yalnızca güç, genel kabul görmüş kapasite değil. Ancak buna çok fazla önem vermeyeceğiz ve sadece kapasiteyi hesaplayacağız:

C = 0,000001W * 50 yıl * 365 gün * 24 saat / 2V = 219mA

Küçük bir evrensel pil boyutunda olan bir nükleer pilin kapasitesinin, Bluetooth kulaklıklar için kullanılan lityum-polimer (Li-Pol) pilin kapasitesiyle aynı olduğu ortaya çıktı! Pavel Zaitsev, nükleer pilinin kardiyolojide kullanılmasını öneriyor ki bu, bu kadar büyük bir boyut göz önüne alındığında ciddi şüpheler uyandırıyor. Belki bu nükleer pil, izotoplardan elektrik üretmeye yönelik bir tür prototip olarak görülebilir, ancak Rosatom'un modern kalp pillerine uyacak şekilde pili binlerce kez küçültmesi gerekecek.

Fiyatlardan hiç memnun değilim nükleer pil- üniter devlet teşebbüsünün müdürü nikel izotopunun fiyatını dolar (!) 4000USD/gram olarak açıkladı. Bu, ana bileşenin yurt dışından Rusya'dan satın alınacağı anlamına mı geliyor? Bir pil yapmak için kaç gram gerekir? Aynı zamanda, elmas unsurların da gerekli olacağı (kaç tane olduğu da belli değil mi?) Ancak maliyetinin (zaten ruble cinsinden) parça başına 10.000 ila 100.000 ruble arasında değiştiği belirtildi. Böyle bir pilin toplam maliyeti ne olacak? Rusya'daki kalp pilleri şu şekilde kuruluyor: zorunlu sağlık sigortası poliçesi acil durumlarda veya kontenjan olması durumunda ücretsizdir. Kontenjan yetersizse ve yabancı kalp pilleri için hastaların ödemesi gerekiyor. Nükleer piller zorunlu sağlık sigortası bütçesi pahasına mı kurulacak yoksa yaşlıların bunları ayrıca satın alması mı gerekecek? Rosatom yönetimi, Rus emeklilerin "bir gün ayakta durup bir gece dayanma" modunda yaşadıklarını hatırlasaydı, muhtemelen kozmik hizmet ömrü ile maliyet arasındaki saçma uyumsuzluğun farkına varacaklardı. Bu, saygın Pavel Zaitsev'in, son kullanıcıları hiç düşünmeden, Ar-Ge için ayrılan fonları aktif olarak kullandığını gösteriyor. Kullanıcılar Rosatom'un "icadı" hakkında benzer değerlendirmelerde bulunuyor sosyal ağlar:

Hiçbir yerde kullanılması pek mümkün değildir. Bütçenin her zamanki gibi harcandığından, bir kısmının sunuma harcandığından ve ürünün kendisini kimsenin göremeyeceğinden fazlasıyla eminim :)

Beyan edilen hizmet ömrü (50 yıl), tahmin ettiğimiz gibi, Ni 63'ün (100 yıl) yarı ömrünün tam yarısıdır. Aynı mantık, Bristol Üniversitesi'ndeki bilim insanları tarafından kavramsal bir videoda da kullanılıyor. Rosatom bataryasının aksine Bristol nükleer bataryası C 14 izotopunu kullanıyor ve 5.730 yıl boyunca çalışabiliyor! Bristol Üniversitesi aslında 2'ye bölmeyi unuttu ama 2865 yıl kalp pili için çok uzun bir süre. Bristol konseptinin benzersizliği, nükleer atık sorununun nükleer atıkların geri dönüştürülerek çözülmesinde yatmaktadır. nükleer piller.

Bu videonun metnini dikkatlice dinleyip tercüme ederseniz çok daha fazlası ortaya çıkacaktır. ilginç bilgi. İlk olarak C 14 izotopunun kökeni ayrıntılı olarak anlatılmaktadır.

İngiltere 1940'tan bu yana bilimsel, askeri ve sivil amaçlı birçok nükleer reaktör yaptı. Bu reaktörlerin tamamı yakıt olarak uranyum kullanıyor ve reaktörün içi grafit bloklardan oluşuyor. Bu grafit bloklar nükleer fisyon sürecinde kullanılarak kontrolün sağlanmasına olanak sağlar. zincirleme tepki sabit bir ısı kaynağı sağlar. Bu ısı daha sonra suyu buhara dönüştürmek için kullanılıyor ve buhar da türbinleri döndürerek elektrik üretiyor. Nükleer enerji santralleri güvenli bir şekilde bertaraf edilmesi gereken nükleer atıklar üretir. Bu atığın radyoaktif olmayı bırakmasını beklememiz gerekiyor. Ne yazık ki bu binlerce, milyonlarca yıl sürüyor. Ayrıca bu uzun yıllar boyunca güvenliği izlemek için de çok para gerekiyor. Grafit reaktörleri kullandığımız için İngiltere, radyasyon içeren 95.000 ton grafit blok üretti. Bu grafit, karbonun yalnızca bir formudur, basit ve kararlı bir elementtir, ancak bu blokları oldukça radyoaktif bir yere koyarsanız, karbonun bir kısmı karbon 14'e dönüşür. Karbon 14, fazladan enerjisi bittiğinde tekrar normal karbon 12'ye dönüşebilir. Ancak bu çok uzun bir süreç çünkü karbon 14'ün yarı ömrü 5730 yıl.

Son zamanlarda, Bristol Üniversitesi Cabot Enstitüsü'nden bilim adamları, karbon 14'ün dışarıdan gelen radyasyonla bloklar halinde yoğunlaştığını gösterdi. Bu, radyasyonun çoğunu ısıtarak ortadan kaldırmanın mümkün olduğu anlamına geliyor; radyasyonun çoğu gaz olarak çıkıyor. Geri kalan grafit bloklar hala radyoaktiftir, ancak çok fazla değildir, bu da gaz formundaki radyoaktif karbon 14'ün düşük basınçlarda işlenebileceği anlamına gelir. yüksek sıcaklıklar elmasta karbonun başka bir şekli bulunur. Radyoaktif karbondan yapılan insan yapımı elmaslar, elektrik akımı oluşturabilen bir beta radyasyon akışı yayar. Bu bize elmas pilin nükleer gücünü verir. Kullanımımızı güvenli hale getirmek için, tüm radyasyonu tamamen emen ve neredeyse %100 elektriğe dönüştüren, radyoaktif olmayan bir elmas tabakasıyla kaplanmıştır. Hareketli parça yok, bakım yok, elmas sadece elektrik üretiyor. Elmas dünyadaki en sert madde olduğundan başka hiçbir madde radyoaktif karbon 14 için böyle bir koruma sağlayamaz. Bu nedenle dışarıda çok küçük miktarlarda radyasyon tespit edilebilmektedir. Ama neredeyse muzla aynı miktarda radyasyona sahip, yani tamamen güvenli. Söylediğimiz gibi, her 5730 yılda bir karbon 14'ün yalnızca yarısı bozunur, bu da elmas pilimizin inanılmaz bir ömre sahip olduğu anlamına gelir - 7746'da yalnızca %50 oranında deşarj olacaktır. Bu elmas piller, normal pillerin değiştirilemediği durumlarda en iyi şekilde kullanılacaktır. Örneğin uzay araştırmaları için uydularda veya kalp pili gibi implante edilmiş cihazlarda.

Herkesi önerilerini #diamondbattery'ye göndermeye davet ediyoruz. Bunun geliştirilmesi yeni teknoloji nükleer atık, temiz elektrik ve pil ömrünün artırılması gibi birçok sorunu çözecektir. Bu bizi enerji üretiminde “Elmas Çağı”na taşıyacak.

2016 yılında Bristol'den bilim adamlarının hazırladığı çok güzel bir konsept ve Rosatom'un çok mütevazı bir kutusu, bir gün elmas enerji santrallerine dönüştürülebilir (?), ancak mobil cihazlar için nükleer piller geliştirilemez. Fazladan para ödemeye başlasalar bile insanları Fukushima cebinde dolaşmaya ikna etmek zor olacak.

Atomun barışçıl amaçlarla kullanılması, tartışmalı konular modernite, enerjinin ekonominin en tekelleşmiş sektörü olduğunu düşünürsek, vergiler ve harçlar elektriğin KW fiyatının %90'ından fazlasını oluşturur. Barışçıl atomun etkinliği sorgulanabilir çünkü nispeten ucuz nükleer enerjinin fiyatı insan yapımı sonuçların maliyetini içermiyor. Bu nedenle aralarında Almanya ve Japonya'nın da bulunduğu bazı ülkeler nükleer enerjinin enerjide kullanımından tamamen vazgeçme kararı aldı. Sonuçta, yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesiyle, yalnızca nükleer enerjiden tamamen vazgeçmek değil, aynı zamanda milyonlarca yüksek vasıflı işin olduğu yüksek teknolojili bir endüstri yaratmak da mümkün.

Özetlemek gerekirse, Elmas Çağı'nın çığır açan bir "icadı" değil, büyük olasılıkla "Süper Pil" gibi başka bir tekno-tatbikatımız var. Başka bir deyişle, mikroenerjide barışçıl bir atom kullanmak, bir domuzu tıraş etmeye benzer; çok fazla ciyaklama var ama yeterince yün yok!

Güç kaynağı tıpta da kullanılabilir

IX Atomexpo-2017 forumunda Rosatom, en son gelişmelerinden birini sundu: radyoaktif izotop nikel-63'e dayalı bir nükleer pil. Eşsiz güç kaynağı tıpta ve uzayda kullanılabilir ve ekipman maliyetlerinde milyonlarca dolar tasarruf sağlar. Aynı zamanda sergi modelinin minyatür boyutları var - sadece 1 santimetreküp ve hizmet ömrü en az 50 yıl.

« Basit kelimelerle, bu bir nükleer pil ve eğer konuşursak bilimsel dil beta-voltarik bir eleman ve elmas bazlı bir yarı iletken dönüştürücüden oluşan bir beta radyasyon kaynağıdır. Nikel-63 doğada mevcut değildir; doğal izotop Nikel-62'nin nötronlarla ışınlanmasıyla elde edilir. nükleer reaktör Rosatom'un bilimsel bölümünün bir kuruluşu olan Araştırma Enstitüsü NPO Luch'un laboratuvar başkan yardımcısı Alexander Pavkin, MK ile yaptığı röportajda, "daha fazla radyokimyasal işleme ve gaz santrifüjlerinde ayırma ile" dedi. Nikel-63'ün özelliklerinin, pili 1 mikrowatt güç yoğunluğu ve 2 Volt voltajla çok kullanışlı, kompakt ve en önemlisi güvenli bir pil haline getirdiğini belirtti. Uzman, böyle bir güç kaynağının güvenliğini, nikel-63'ün "yumuşak" bir beta yayıcı olarak kabul edilmesiyle açıkladı, çünkü kendi durumunda nötron veya gama radyasyonu yok ve beta radyasyon elektronları dönüştürücü tarafından tamamen emiliyor ve insanlara tamamen zararsızdır.

Aynı zamanda pil gücü ihtiyaçlara göre artırılabilir veya azaltılabilir: boyutlar büyüdükçe güç de artar. Pavkin'e göre 1 mikrowatt'lık bir güç, kalp pili veya nörostimülatörde pil kullanmak için yeterli. Uzman, bu tür güç kaynaklarının tıbbın yanı sıra astronotikte de kullanılabileceğini, ayrıca ulaşılması zor alanlarda ve zorlu koşullarda da güç kaynağı olarak kullanılabileceğini de sözlerine ekledi.

Böyle mucizevi bir pilin maliyetini hesaplamak hala zordur: her şey müşterinin güç gereksinimlerine bağlıdır. Ancak her durumda, böyle bir unsurun kullanılması, satın alma bedelini çok hızlı bir şekilde amorti edecektir. Rosatom temsilcisi, "Karşılaştırma için: Uzaya 1 kg kablo göndermek 1 milyon dolar alıyor; eğer bunları kablosuz bir güç kaynağıyla değiştirirsek, faydaları ortadadır" diye vurguladı.

Geliştirme, Podolsk merkezli Luch Araştırma Enstitüsü ve Süper Sert ve Yeni Karbon Malzemeleri Teknoloji Enstitüsü (TISNUM, Troitsk) ile ortaklaşa gerçekleştirildi. Pil şu anda bir prototip ancak Rosatom şimdiden cihazı seri üretime geçirmeye hazırlanıyor. Alexander Pavkin'in belirttiği gibi, fuarda numuneyle tanışan birçok şirket ve potansiyel yatırımcı, geliştirmeye ilgi gösterdi. Rosatom, buluşunu yurtiçi ve yurtdışına tanıtmayı planlıyor yabancı marketler. Devlet şirketinin temsilcileri, yenilikçi özellikleri sayesinde yeni ürünün fiyatının oldukça rekabetçi olacağını ve yalnızca Rusya'da değil Batı'da da popülerlik kazanmasına olanak sağlayacağını belirtiyor.

Bilim insanları ve uzmanların belirttiği gibi nikel-63 bazlı güç kaynaklarının kullanılması, birçok alanda teknolojik atılımın ön koşullarını oluşturacaktır. Endüstride, bu tür elemanlar binaların ve boru hatlarının durumunu izlemek için sensörlerde kullanılabilir; Kuzey Kutbu'nun geliştirilmesine yönelik projeler de dahil olmak üzere elektrikli ekipmanların çalışmasını sağlamak için faydalıdırlar. uzay teknolojisi ve robotik. Seri üretim yeni kaynaklar, mikroelektronik alanında yeni bir cihaz serisi, özellikle de yerleşik güç kaynağına sahip otonom mikroişlemci tabanlı dijital cihazlar oluşturmayı mümkün kılacak. Aynı zamanda Rusya, yüksek derecede zenginleştirilmiş nikel-63 üretiminde de yenilikçidir: başka hiçbir ülke bunu kullanmamaktadır.