باتری اتمی

پیل هسته‌ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است. ساده‌ترین 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 آلفا 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 به دلیل 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 به دلیل 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

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 کوچک‌تر 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 ارتقاء 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.

کشورهای سازنده باتری اتمی

آمریکا، انگلیس، فرانسه، روسیه,ایران (به تکنولوژی ساخت باتری اتمی دست یافته است)

باتری هسته ای یا باتری اتمی و کاربردهای آن در صنعت

اصطلاحاتی از قبیل باتری اتمی، باتری هسته‌ای، باتری تریتیومی و ژنراتور رادیوایزوتوپ، همگی برای توصیف یک دستگاه مشخص به‌ کار می‌روند؛ دستگاهی که از واپاشی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو برای تولید برق استفاده می‌کند. این سیستم‌ها همانند راکتورهای هسته‌ای از انرژی اتمی برق تولید می‌کنند؛ اما با همدیگر تفاوت‌هایی دارند و از واکنش زنجیره‌ای همانندی استفاده نمی‌کنند. باتری‌های اتمی در مقایسه با باتری‌های دیگر بسیار پرهزینه هستند؛ اما در کنار هزینه‌ی ساخت و نگه‌داری بالا نباید از عمر طولانی و تراکم انرژی بالای باتری‌های اتمی به‌راحتی عبور کنیم. این ویژگی‌ها در واقع همان دلیلی است که آن‌ها را به‌عنوان یک منبع انرژی مناسب برای تجهیزاتی تبدیل می‌کند که باید برای مدت‌های طولانی به‌دور از نظارت و وارسی نزدیک باشند؛ از جمله‌ی این تجهیزات می‌توانیم به فضاپیماها، ضربان‌سازهای قلب، سیستم‌های زیر آب و ایستگاه‌های علمی خودکار در نقاط دورافتاده‌ی کره‌ی خاکی اشاره کنیم.

منابع

پیل هسته‌ای چیست؟ محققان ایرانی به فناوری باتری هسته‌ای دست یافتند. (زومیت)