06.01 小型核反应堆!研究人员发明了一种可怕的“核动力电池组”

由放射性物质驱动的电池已经存在了一个多世纪,但它们承诺的电量通常会大量减少。

一种新型的电源则不然,它结合了一种新的结构和镍同位素,比同等大小的电化学电池具有十倍的能量。唯一的问题是,我们准备好发展核武器了吗?

小型核反应堆!研究人员发明了一种可怕的“核动力电池组”

一组俄罗斯研究人员对利用放射性元素衰变产生电压差异的技术进行了新的研究。

一般的电化学电池使用不同材料的反应性的对比来建立电压电势的差异。

这为电池的容量提供了充足的能量,尤其是在使用锂等材料时。

但是我们都很清楚,基于电化学的电池并不能持久。迟早他们需要充电或更换。

另一方面,核电池的寿命并不取决于其反应性,而是取决于其衰变的半衰期。与其以小时或天为单位来衡量,它们的潜在寿命可以是几十年甚至几个世纪。

所谓的betavoltaic电池早在1913年就被发明出来了。它们一点也不像小型核反应堆。它们不是产生热量,而是从同位素发射的粒子中获取电荷,这些粒子会撞击另一种物质的电子。

不幸的是,这并不会导致大规模的电力洪流。为了克服这一缺陷,电子的涓涓细流可以被注入某种蓄能器,例如电容器。它是有效的,但它也增加了整体的体积。

考虑到这类技术是为那些你不能(或不想)经常使用的东西供电的理想技术——比如起搏器或小型卫星——增加的质量是你想要避免的。

更重要的是,“放射性”这个词并没有一个世纪前那么迷人。在当今世界,销售一款核能起搏器需要的不仅仅是一段朗朗上口的叮当声,但这种新方法可能有助于扭转局面。

这种装置是由一堆同位素组成的,镍63被夹在一对特殊的半导体二极管(称为肖特基阻挡层)之间。

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这种屏障使电流保持单向流动,这是一种常用于将交流电转变为直流电的特性。

研究人员发现,每个层的最佳厚度只有2微米,因此他们能够使每克同位素产生的电压最大化。

镍-63的半衰期只有100年多一点,在这样优化的系统中,每克的能量加起来是3300毫瓦时:是普通电化学电池的10倍。

它比之前的nickel-63 betavoltaic设备有了很大的进步,虽然它还不足以给你的智能手机充电,但它确实让你的智能手机变得对各种各样的任务有用。

“这种装置的功率密度越高,就会有更多的应用,”超级硬和新型碳材料技术研究所所长弗拉基米尔·布兰克(Vladimir Blank)说。

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例如,目前一代起搏器的体积约为10立方厘米,使用皮下电化学电池提供的大约10微瓦的能量。

通过皮肤无线充电有一天是可能的,但是现在他们需要通过外科手术来代替。

如果心脏起搏器的电源能维持病人的生命,那么它就会更简单、更安全。

但在经历了一段充满放射性物质的初恋之后,公众的吸引力也随之发生了转变。半个世纪以来,人们一直在应对核战争的威胁和对放射性尘埃的恐惧,这导致了人们对同位素威力的困惑和不信任。

即使用无伤大雅的比较来传达放射性风险,也无法缓解人们对任何被称为放射性物质的潜在影响的担忧。

但对一些人来说,小型核动力装置将是值得投资的技术。

这项研究发表在《钻石及相关材料》上。

本文来自互联网,仅代表他人看法,未经证实之前以官方信息为主!!!


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