Легенда о вечной батарейке или каково будущее источников электрического питания (электроэнергетики).

Тема: будущее источников электрического питания, легенда о вечной батарейке.

 

Кто не хотел бы купить такие батарейки, которые ни когда не разряжались, поставил такую батарею в кварцевые часики и все на 20-ть лет забыл про неё. Прекрасная мечта, но как показывает практика, мечты сбываются, человек когда-то также не умел летать, полет был мечтой. О лирике хватит, займемся физикой.

 

могильник ядерных отходовВы наверно слышали о могильниках ядерного топлива, то есть топлива отработанного в атомных электростанциях. Жуть просто экологическая катастрофа, отработанное топливо лежит в бетонном колодце, и мы все ждем, пока радио-фон загрязнения снизится до окружающего природного фона. А теперь взглянем практически, что такое этот злой радиоактивный фон. Это поток частиц гамма, альфа, излучений, жестких рентгеновских излучений. Что такое альфа частицы, да это просто говоря ободранные без электрооболочки с нехваткой несколько протонов и нейтронов частицы гелия. Альфа частицы ещё легче, чем бета. Ренгенизлучения радиоволны в очень коротком диапазоне.

 

Как вы поняли, все это вылетает из отработанного топлива, неся с собой не малую энергию. Попробуем хоть пока и теоретически, но обуздать это явление в пользу человечества. Представим себе, что мы создали искусственное облако электронов. Как его создать об этом чуть позже. Влетает вот такая частица в это облако и что, кинетическая энергия её по закону импульса передается более легким электронам.

 

Проще говоря, за счет энергии принесенной частицей, электроны разлетаются в основном в направлении бывшего движения частицы (закон сохранения импульса), часть из них рекомбинирует, то есть становится временно электрооболочкой частицы. Мы наблюдем движение электронов в определенном направлении, а как мы знаем, направленное движение зарядов это есть электрический ток. Интересно, не правда ли. Но это цветочки ягодки ещё впереди. А теперь про электронное облака кремния и арсенид галлия. На основе арсенида галлия (соединения галлия и мышьяка), создаем избыточный слой электронов в материале. Любое излучение легко выбьет из этого материала электроны, останется их только собрать.

 

Ну а теперь прототип самой установки (ядерной батареи). Отдельно находится радиоактивный материал, на определенном расстоянии по кругу от радиоактивного материала находится дисперсная сетка, из константа или вольфрама, на этой сетке с противоположной стороны от источника радиоизлучения нанесен слой арсенида галлия p-слой (с избыточным количеством электронов), сразу же за этим слоем будет находится n -слой (с недостатком электронов) пусть будет арсенид алюминия. То есть вот такая хитрая сеточка.

 

Ядерное топливоНу, а теперь о самом процессе. Радиоактивный материал не только испускает излучение он ещё и очень горяч, это тепло нагреет вольфрамовую сетку и арсенид галлия, после чего будет испускать электроны, но это не все, попадая в сетку, рентгеновские излучения, частицы будут выбивать избыточные электроны с p - слоя в n - слой. А так же сбивать электроны с электронного облака в n - слой. То есть потечет ток, который можно связать с помощью проводов и питать потребителя.

 

Теперь рассмотрим некоторые недостатки и достоинства этого пока мнимого устройства. Период времени интенсивного распада отработанного урана или другого материала не буду врать, но не более 50-ти лет, далее излучение снижается, но до 300-сот лет оно точно не достигнет нормального фона. То есть батарея работает 50 лет как минимум, но источник будет давать электроэнергию и после этого периода времени. Проведем сравнение с солнечными батареями, там интенсивность излучения во много раз меньше, а использовать их выгодно даже на земле. Принцип устройства ядерной батареи почти аналогичен солнечным батареям. Так уж лучше извлекать электроэнергию с таких могильников, чем ещё и себе в убыток обслуживать их. Думаю, если используют солнечные батареи, то выгодно будет использовать и ядерные. А стоимость у них будет почти одинакова.

 

ps smail

P.S. Если говорить о будущем электроэнергетики, то в этом вопросе существует множество парадоксов и тёмных пятен. С одной стороны уже в настоящее время (не говоря уже о временах Николы Тесла) уже открыты такие технологии, которые позволяют добывать электроэнергию буквально из воздуха. Но с другой стороны, некоторые люди весьма не заинтересованы в повсеместном внедрении и распространении этих систем и устройств в широкие массы. Будем ждать, когда истощатся все запасы нефти.

Понравилось?
Поставь Плюс »

 

 

knopka

 

 

обучающие видеокурсы по электрике, электротехнике