Previous Entry Share Next Entry
А также в области атомных батареек мы впереди планеты всей
vanxant
Кремлёвская пропаганда Раши Тудей сообщает об очередных успехах в надоях кровавого путинского режима, в данном случае - надоях автономного электричества.
Если кратко - пиарят давно прорабатываемый проект атомной батарейки. Помните старые советские агитки начала атомной эры? Атомная плита на каждую кухню, реактор в каждую районную ТЭЦ, вот это всё.
Теперь добрались до батареек.

Самой идее атомных батарей сто лет в обед. Они давно известны под иезуитской (в совке других не было) аббревиатурой РИТЭГ и используются там, где с другими источниками питания совсем туго. В глубоком космосе, например, или на крайнем севере.

Идея в том, что стронций, плутоний или другой радиоактивный материал, даже в докритическом количестве, без какой-либо подпитки извне испытывает спонтанный распад с выделением тепла (которое можно превратить в электричество при помощи парового котла).

Также при радиоактивном распаде выделяются отнюдь не иллюзорных лучи, несущие всем окружающим рак и лучевую болезнь.

Прогуливавшим в школе физику напомню, что лучи эти бывают трёх сортов: альфа, бета и гамма. От альфа-излучения надёжно защищает лист бумаги, но внутрь альфа-радиоактивные материалы всё равно лучше не принимать. От бета-излучения вполнё спасёт оконное стекло. От гамма-лучей "встречающейся на практике" интенсивности спасает танк, желательно обшитый свинцом. Ну как спасает... по крайней мере, экипаж успеет доехать по радиоактивной пустыне от Бреста до Ла-Манша.
Простите, отвлёкся.

Перечисленные излучения, потенциальная возможность попадания радиоактивных материалов "в плохие руки", а также стоимость этих материалов (которых в природе не встречается, они давно самопроизвольно распались) - всё это резко ограничивало использование таких батареек. Тысячными сериями (точнее, однотысячной) РИТЭГи клепал только СССР  для всяких автономных заполярных маяков и метеостанций.

Теперь о том, что, собственно, изобрели.
Изобрели атомную батарейку на никеле-63. У этого изотопа период полураспада 100 лет, но главное, он даёт только бета-излучение (поток электронов), от которого относительно просто защититься. Изобрели тут неправильное слово, это целая куча открытий и изобретений. Пиарят сейчас непонятно что (победу в дружеском конкурсе), но с технико-экономической точки зрения главное, что придумали дешёвую технологию производства этого никеля-63 из природного. Вкратце суть: выделяем никель-62 из природного в центрифуге, пихаем на пару лет в обычные работающие реакторы на АЭС типа РБМК, там накапливается никель-63 и 64. Отделяем два последних в той же центрифуге, отходы суём назад в реактор и так до бесконечности.
Дальше уже собственно батарейка. Берём обычный никель, раскатываем в фольгу. Осаждаем на эту фольгу в гальванической ванне тонкий слой "заряженного" никеля-63. Полученную "заряженную фольгу" засовываем между двумя слоями обычных солнечных панелей, для которых она теперь будет играть роль "солнышка". Полученный бутерброд сворачиваем в трубочку, режем на кусочки и помещаем всё в люминиевый корпус, который остановит остатки бета-излучения. На выходе, из палок и камней, получаем атомную пальчиковую батарейку типоразмера АА (или любого другого). Капут энерджайзеру!

Срок службы в 50 лет здесь имхо даже завышен и обоснован ограничениями конструкционных материалов. В первую очередь, естественной деградацией фотоэлементов с течением времени. Сам никель-63 будет работать и через 200 лет, просто батарейка будет давать ток в 4 раза меньше. Но скорее всего, батарейку можно будет отвезти для подзарядки на завод, где ей заменят фотоэлементы и нанесут ещё чуть-чуть никеля-63 на фольгу.

Стоить такая батарейка будет всё равно дорого, но уже просто дорого, а не "ужас-ужас".

Для людей с кардиостимуляторами, которых каждые пару лет режут хирурги для замены батареек, это будет настоящим спасением.

Или те же спутники: из-за космических лучей компьютеры там виснут в тысячи раз чаще, чем на Земле. На современном уровне технологий поделать с этим ничего нельзя: любая "защита" даст вместо одной частицы целый ливень и только ухудшит ситуацию. Проблема в том, что спутник с зависшим компьютером моментально теряет ориентацию на Солнце и перестаёт получать энергию от своих панелей. Аккумуляторов хватает хорошо если на сутки, и если за это время земные инженеры не смогут исправить проблему - спутник будет утерян навсегда. Считается, что это основная причина потери успешно выведенных космических аппаратов.

Плутониевые РИТЭГи для космоса существуют, но их умеют делать только Россия и штаты, и ни с кем с ними не делятся - никому не охота, чтобы при возможном взрыве ракеты при запуске ему на голову прилетел дождь из расплавленного плутония. А вот новую батарейку можно запускать без опасений за экологию.

Военные тоже найдут кучу приминений новой вундервафле. Уже нашли, просто не болтают.

А вот айфонов и тесл на таких батарейках не будет. Не потому, что дорого - Apple продаст что угодно за любые деньги. Просто "бизнес-модель" не та - вы должны покупать новый айфон каждые полтора-два года. 50 лет срока службы сюда никак не вписываются.

Ну и мораль на закуску.
Это даже круче, чем философский камень. Подумаешь, получить золото из свинца (если у вас, конечно, есть запас свинца-197).
Вот батарейка, которая заряжается на АЭС, потом 50 лет работает и потом сдаётся на перезарядку - вот это реально круто.
Воистину, продвинутая технология неотличима от магии.

Но всё это было бы невозможно без развитой лично товарищем Берия атомной отрасли. Для "дешевого" разделения изотопов никеля и выделения нужного никеля-63 используются придуманные и построенные для производства ядрёных бомб центрифуги, с которыми на западе совсем тухло (гуглить про ЕРР). Нейтроны, необходимые для "зарядки" никеля, можно "бесплатно" взять на АЭС, первые из которых были построены как раз для наработки оружейного плутония (где "бесплатные" сейчас нейтроны поглощались не никелем, а ураном, а вырабатываемая энергия так и вообще была "побочным отходом" советского мирного атома).
Учитывая предполагаемую область применений атомных батареек (военка, космос, медицина для богатых), приходим к выводу, что таки да, русская конверсия ВПК - она штука такая, извилистая.
И да, ещё раз спасибо Берии за это.

  • 1
Интересны токи какие может выдавать такая батарейка на кг веса, ничего не было по этому поводу?
Если они будут сравнимы с нынешними литиевыми -- то вопрос времени в распространении электромобилей.

Потенциально мощность тут мало чем ограничена, так как энергия запасается в атомных ядрах, Е = mc квадрат и вот это всё.
С автомобилями вот в чём проблема: вы не можете выключить радиоактивный распад. То есть, если у вас источник на 100 кВт электричества (~150 л.с.), то с учётом КПД это под 0.5 МВт тепловых, которые выделяются в батарейке и которые вы не можете выключить. То есть батарейка для автомобиля будет греться как 250 одновременно включенных утюгов.

Впихнуть туда еще и паровой двигатель! :-)

Мощная батарейка будет сильно фонить от тормозного рентгеновского излучения. В кардиостимуляторе мощность небольшая и рентгеновское излучение будет незначительным.

Не уловил, какое имеет отношение "естественная деградация фотоэлементов" к бета-излучению. Где-то вы запутались.
"Кремлевская пропаганда", "совок" и "Берия"... Без этого никак, да? ))

Фотоэлементы, как и любые полупроводники, деградируют и сами по себе с течением времени, а уж под действием ионизирующего излучения все становится намного хуже. Накапливаются паразитные заряды там, где их по конструкции быть не должно, возникают метастабильные комбинации атомов, которые блокируют нормальную работу "полезных" носителей зарядов и т.п. Конкретика сильно зависит от фактической конструкции фотоэлемента и характеристик излучения. Но суть всегда одна: падают ключевые электрические характеристики, а за ними и КПД прибора.
А без Берии в данном случае никак, да. )

Придрался к "фото". Если не придираться, то да - сабжевая разработка, суть, тот же фотоэффект, но электроны вместо фотонов.
Касательно деградации, кпд и прочему, насколько понял, в случае атомной батареи (непонятно, почему "батарея". батарея чего?) речь об ЭДС в расчете на очень малые токи, десятки nA, если правильно понимаю. Если так, то может всё не "ужас-ужас-ужас", хотя и быстрые электроны вместо света. Может в корне не прав.

  • 1
?

Log in