Китайські вчені створили ядерну батарею, яка працюватиме тисячі років

Китай використовував ядерні батареї в місіях місячних марсоходів, але хоче створювати менші та потужніші ядерні батареї для промислового застосування.

ПРИВІТ МИ З УКРАЇНИ!

Іноді, маючи достатній вік і життєвий досвід, хочеться помріяти про щось далеке майбутнє і уявити що станеться з нашими нащадками, і чи залишаться свідки і спогади про наше покоління. Якщо згадати, про сучасні засоби інформації, то вони майже усі у цифровому форматі і їх читання або перегляд фото потребують джерело живлення.

То новина, з якою хочу ознайомити вас шановний відвідувач мого інформаційного майданчика, це ядерна батарейка, яка працюватиме тисячі років, що створили у піднебесній.

Китай уже застосовував атомні батареї для живлення місяцеходів, а тепер розробляє більш компактні та потужні елементи живлення для промислового застосування, здатні працювати тисячоліттями. Батарейка «Цяньцзіюань Тяньшу» використовує радіоактивний ізотоп вуглець-14 та перетворювач з карбіду кремнію (SiC). Порівняно з минулою моделлю, об’єм батареї вдалося скоротити на 17%, а об’ємну щільність потужності збільшити приблизно в 15 разів. Найвражаюче в «Тяньшу» — термін служби. Період напіврозпаду вуглецю-14 становить 5730 років.

Ядерна батарея, також відома як радіоізотопна або атомна батарея, використовує енергію розпаду радіоактивного ізотопу всередині неї для вироблення електроенергії. Оскільки період напіврозпаду радіоактивних ізотопів може тривати кілька десятиліть, якщо не століть, ядерна батарея може залишатися активною набагато довше, ніж її хімічні аналоги.

Це робить їх ідеальними для використання в космічних апаратах та дистанційних датчиках навколишнього середовища, а також корисними в медичних імплантатах, коли можна використовувати відповідний радіоактивний матеріал. Ядерні батареї були використані в місіях у далекий космос NASA в його зондах Voyager у 1977 році та марсоході Curiosity у 2012 році. Китай також використовував ядерні батареї у своїх місячних марсоходах Chang’e-3 та Chang’e-4.

Його нещодавній успіх є частиною стратегії зі створення менших, потужніших ядерних батарей, які можуть служити промисловому застосуванню.

Читакйте також: Ядерна батарейка з безпрецедентною довговічністю і потенціалом застосування

Попередні версії ядерних батареєк страждали від низького енергоспоживання, поганої інтеграції та високої вартості, тому команда зосередилася на тому, щоб зробити пристрій компактним, потужним, доступним та повністю вітчизняного виробництва.

Дослідницька група нарахувала п’ять основних удосконалень, які Цяньцзіюань Тяньшу має порівняно з попередньою Чжулун-1 , включаючи краще підібране радіоактивне джерело та тривимірну багатошарову конструкцію, що економить місце та покращує інтеграцію. Крім того, система мікрокерування живленням та вбудовані датчики забезпечують автономну роботу.
Підвищення ефективності акумулятора було досягнуто завдяки використанню карбід-кремнієвого перетворювача, виготовленого в Китаї.

При обсязі всього 16,8 кубічних сантиметрів батарея використовує 129 мілікюрі-вуглецю-14 і видає струм 0,713 мікроампер, напруга 2,06 вольта і максимальну потужність 1,13 мікровата. Хоча це дуже мало для живлення побутових пристроїв, для датчиків, кардіостимуляторів чи космічних маяків цього цілком достатньо.

Традиційний підхід у ядерних батареях полягає у використанні термоелектричних матеріалів для перетворення тепла розпаду в енергію. Однак системи, що використовуються в цих батареях, є громіздкими за своєю природою та потребують високих температур для роботи. Цяньцзіюань Тяньшу, з іншого боку, перетворює електрони або бета-частинки з розпаду на напівпровідник карбід кремнію, де вони використовуються для безпосереднього виробництва струму.

Фактично, кажуть дослідники, батарея дуже схожа на сонячну панель. Замість того, щоб працювати на світлі, вона працює на випромінюванні. Хоча дослідники зменшили об’єм батареї лише на 17 відсотків, їм вдалося збільшити об’ємну щільність потужності приблизно в 15 разів.

Більше того, оскільки період напіврозпаду вуглецю становить 5730 років, термін служби ядерної батареї фактично становить тисячі років, йдеться у звіті South China Morning Post .

Джерело: ІЕ

Дякую, що залишаєтеся зі мною. Вам подобаються мої статті? Бажаєте бачити більше цікавих матеріалів?😌 Підтримайте мене, залишайте коментар або лайк і порекомендуйте знайомим.✍ Ви допоможите мені досягти  встановлену ціль – щоденне відвідування на сайті 1000 чоловік.