Bateria jądrowa: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja nieprzejrzana][wersja nieprzejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
m drobne redakcyjne
drobne
Linia 2:
 
==Budowa i zasada działania==
W baterii umieszczony jest [[izotop promieniotwórczy]] oraz elektroda. Izotop podczas rozpadu emituje [[Promieniowanie beta|promieniowanie β]] (dużo rzadziej [[Promieniowanie alfa|promieniowanie α]]), które wychwytywane przez elektrodę powoduje podniesienie jej potencjału. Dzięki temu elektroda uzyskuje ładunek elektryczny, a izotop ładunek przeciwny. Różnica potencjałów pomiędzy tymi dwoma obiektami powoduje powstanie [[prąd elektryczny|prądu elektrycznego]]. Zasada jest identyczna jak w bateriach konwencjonalnych. Jedyna różnica polega na tym, że baterie konwencjonalne uzyskują ładunek z reakcji chemicznych, podczas gdy bateria jądrowa - z reakcji rozpadu. Baterie jądrowe używają izotopów emitujących promieniowanie β niskiej energii. Niskie energie są konieczne aby zapobiec produkcjipowstawaniu [[Promieniowanie hamowania|promieniowania hamowania]] (''Bremsstrahlung''), które wymaga stosowania ciężkich ekranów ochronnych. Poza tym okres rozpadu powinien być na tyle długi, aby bateria nie straciła w krótkim czasie swojej mocy. Stosowane są izotopy: [[tryt]], <sup>63</sup>[[Nikiel|Ni]], <sup>147</sup>[[Promet|Pm]], <sup>99</sup>[[Technet (pierwiastek)|Tc]] i <sup>238</sup>[[Pluton (pierwiastek)|Pu]].
 
Baterie jądrowe mogą wyprodukowaćwytworzyć dużo więcej energii z jednostki masy baterii niż baterie chemiczne i są w stanie pracować przez dziesiątki lat. Niestety, dużą niedogodnością jest niewielka sprawność (około 0,1 - 5%) i mała wydajność rzędu nano- lub mikrowatów na cm², podczas gdy baterie konwencjonalne osiągają wydajność kilku [[Wat|W]]/cm². Dlatego do uzyskania odpowiedniej mocy konieczne jest użycie setek lub tysięcy elektrod, bądź też użycie baterii jądrowej do ładowania akumulatorów.
 
Baterii jądrowej nie należy mylić z [[Radioizotopowy generator termoelektryczny|radioizotopowym generatorem termoelektrycznym]] (RTG), który wytwarza energię elektryczną także z rozpadu promieniotwórczego, ale jego zasada działania jest zupełnie inna.
 
== Baterie betawoltaiczne ==
Bateria betawoltaiczna jest odmianą baterii jądrowej. Zamiast elektrody zastosowana jest płytka półprzewodnikowa ze [[złącze p-n|złączem p-n]]. [[Pierwiastek]] promieniotwórczy podczas rozpadu, emituje [[Promieniowanie beta |promieniowanie β]], co powoduje wytworzenie się w półprzewodniku par dziura-elektron. Gromadzenie się tych par, wywołuje powstanie [[Siła elektromotoryczna|siły elektromotorycznej]]. Zasada działania jest podobna do działania [[Energia słoneczna|baterii słonecznej]], w której fotony (a nie promieniotwórczość) powodują powstanie par dziura-elektron. W maju [[2005]] roku grupa naukowców z uniwersytetów Rochester i [[Uniwersytet Toronto|Toronto]] opracowała niewielką baterię betawoltaiczną opartą na trycie, której wydajność jest kilkakrotnie większa od poprzednich rozwiązań. Bateria może służyć jako źródło zasilania np. do rozruszników serca.
 
== Parowa siłownia jądrowa w mikro skali ==
Nazwa "Bateria jądrowa" używana jest także dla projektów elektrowni jądrowych o mocy kilkunastu [[megawat]]ów elektrycznych do zasilania miejscowości zlokalizowanych poza siecią dróg i sieciami dystrybucji energii elektrycznej lub gazu. Przykładem jest miejscowość [[:en:Galena, Alaska|Galena]] zamieszkana przez 675 osób (2000), położona na [[Alaska|Alasce]] (USA), gdzie w 2012 roku planowane jest uruchomienie elektrowni atomowej tylko na potrzeby lokalnej społeczności.[http://en.wikipedia.org/wiki/Galena_Nuclear_Power_Plant].