باتری‌ اتمی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

پیل هسته‌ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است. ساده ترین پیل‌ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم ۹۰ و یک هادی مثل سیلسیوم پیل‌های هسته‌ای، باتری‌های با عمر بسیار طولانی (ده‌ها سال) هستند در باتری‌های فعلی اتمی بر اثر تشعشعات یک عنصر رادیو اکتیویته نظیر پلوتونیم یا.. با استتفاده از اثر یونیزاسیون ذرات الفا و بتا منتشر شده این عناصر و جذب یونهای ایجاد شده آنها به صفحات خاصی جریان کوچکی و ولتاژ کوچکی در الکترودها ایجاد شده که با جمع آنها به ولتاژ و جریان مناسبی جهت استفاده در برخی از تجهیزات دست پیدا می‌نماییم ولی اکثراً بدلیل عدم جذب اشعه گامای متصاعد شده و گرمای حاصل برخی از ترکیبات با نیمه پایین رادیو اکتیویته این باتری‌ها برای استفاده بی خطر از آنها نیاز به محفظه‌های خاص فلزی می باشدکه هم حجم آنها و هم وزن آنها را بالا می‌برد و این سیستمها بدلیل عدم جذب کامل پرتوها و تبدیل قسمت اعظم انرژی آنها به گرما دارای راندمان بسیار پایینی هستند ولی در باتری اتمی با سیستم کنونی با استفاده از لایه‌های مختلف فلزی و تشکیل یک لایه نازک خلع کتونی بیش از ۹۰ درصد انرژی جنبشی ذرات حتی گاما تبدیل به الکترونها و یونهای آزاد شده و با استفاده از صفحات الکترودهای باردار جریان آنها جذب مدار شده در نتیجه جریان برق مناسبی از ان آزاد می‌شود با توجه به جذب ۹۸ درصدی تشعشات گاما در این باتری به صورت یونی گرمای کمی در آن ایجاد شده ولی در عوض سیستم دارای ابعاد خیلی کوچکتر با راندمانی بیش از ۹۰ برابر باتری‌های فعلی است که حتی قادر به جایگزینی باتری‌های اسیدی و شیمیایی فعلی نیز می‌باشد.

باتری‌های ایزوتوپی[ویرایش]

جذب پرتوهای ناشی از یک رادیو نوکلویید توسط یک ماده یا یک منبع سبب بالا رفتن درجه حرارت آن خواهد شد. اختلاف درجه حرارت این منبع با درجه حرارت اطراف آن باعث ایجاد یک باتری ایزوتوپی می‌شود. به عبارتی نیروگاه‌های هسته‌ای را هم نوعی باتری قلمداد می‌کنند که انرژی حرارتی بطور ترمودینامیکی توربین نیروگاه را به حرکت در می‌آورد. به هرحال امروزه در باتری‌های کوچک تر ایزوتوپی مدرن، انرژی گرمایی با راندمان ۵ تا ۱۰ درصد می‌تواند به انرژی الکتریکی تبدیل شود. چنانچه تبدیل به انرژی الکتریکی از طریق روش ترمودینامیک انجام شود راندمان فوق تا حد بالاتری ارتقا پیدا می‌کند.

بدیهی است رادیواکتیویته ناشی از پرتوها که حاصل فروپاشی اتم‌های رادیواکتیو می‌باشد، نسبتاً چیزی نیست، ولی در عین حال برای منظورهای خاص می‌توانند بسیار مفید باشند.

از این نوع باتری‌ها در فضاپیماهای طرح آپولو و وویجر استفاده شده است.

منابع[ویرایش]

پیل هسته‌ای چیست؟