Ռոսատոմի գիտնականները մոտ են ստեղծելու յուրօրինակ «միջուկային մարտկոց: Միջուկային մարտկոցը ժամանակակից աշխարհում Որտեղ են օգտագործվում միջուկային մարտկոցները

Վերջապես, Rosatom- ը լուսավորեց մեր մարտկոցների դաշտում `ցույց տալով Atomexpo-2017 ֆորումին միջուկային մարտկոց առնվազն 50 տարվա ծառայության ժամկետով: Օգտագործելով այս նշանակալից առիթը, մենք կքննարկենք շարժական սարքերի համար խաղաղ ատոմի օգտագործման հեռանկարները:

Ատոմային (միջուկային) մարտկոց - դա դեռ մարտկոց է, ոչ թե մարտկոց, քանի որ այն, ըստ սահմանման, էլեկտրական հոսանքի միանգամյա օգտագործման աղբյուր է ՝ առանց վերալիցքավորման հնարավորության: Չնայած դրան, հասարակության ֆանտազիան ակտիվորեն ոգևորվում է շարժական սարքերում ատոմային մարտկոցներ օգտագործելու հեռանկարով: Բայց առաջին հերթին առաջինը:

Կոնկրետ ի՞նչ է ներկայացրել «Ռոսատոմը» ֆորումին: FSUE NII NPO Luch- ի գլխավոր տնօրեն Պավել aitայցևը հայտարարեց, որ ներկայացված աղբյուրը, որը գործում է Ni63 իզոտոպի վրա, ի վիճակի է 50 տարի շարունակ արտադրել 1 մկՎտ 2 Վ լարման հետ: Պավել aitայցևը բավականին անկեղծորեն խոսում է վոլտ-ամպեր համեստ բնութագրերի մասին ՝ կենտրոնանալով երկար ծառայության վրա: Հավանաբար, բացառապես անձնական համեստությունից ելնելով, FSUE NII NPO- ի գլխավոր տնօրեն Լուչը տեխնիկական բնութագրերում նշել է միայն ուժը, և ոչ թե ընդհանուր ընդունված հզորությունը: Բայց մենք դրան մեծ նշանակություն չենք տալու և պարզապես հաշվարկելու ենք կարողությունը.

C \u003d 0.000001W * 50 տարի * 365 օր * 24 ժամ / 2V \u003d 219mA

Ստացվում է, որ միջուկային մարտկոցի հզորությունը, փոքր ունիվերսալ մարտկոցի չափը, նման է լիթիում-պոլիմերային (Li-Pol) մարտկոցին Bluetooth ականջակալների համար: Պավել aitայցևը ենթադրում է, որ իր միջուկային մարտկոցը կօգտագործվի սրտաբանության մեջ, ինչը մեծ կասկածներ է հարուցում ՝ հաշվի առնելով այդպիսի ահռելի չափերը: Միգուցե այս միջուկային մարտկոցը կարելի է դիտարկել որպես իզոտոպներից էլեկտրաէներգիա արտադրելու նախատիպ, բայց «Ռոսատոմը» պետք է հազարավոր անգամներ փոքրացնի մարտկոցը ՝ ժամանակակից սրտխթանիչներին համապատասխանելու համար:

Բնավ գոհ չէ ծախսից միջուկային մարտկոց - պետական \u200b\u200bունիտար ձեռնարկության տնօրենը հայտարարեց նիկելի իզոտոպի գինը դոլարով (!) 4000USD / գրամ: Սա նշանակու՞մ է, որ հիմնական բաղադրիչը գնվելու է արտերկրում ՝ Ռուսաստանում: Քանի՞ գրամ է անհրաժեշտ մեկ մարտկոց պատրաստելու համար: Միևնույն ժամանակ, նկատվել է, որ կպահանջվեն նաև ադամանդի տարրեր (պարզ չէ նաև, թե որքան), բայց որի արժեքը (արդեն ռուբլով) տատանվում է 10,000 հատից մինչև 100 000 ռուբլի մեկ կտոր: Որքա՞ն կլինի այդպիսի մարտկոցի ընդհանուր արժեքը: Ռուսաստանում ռիթմավարները տեղադրվում են պարտադիր բժշկական ապահովագրության պայմանագրի ներքո ՝ արտակարգ իրավիճակների կամ քվոտայի առկայության դեպքում: Եթե \u200b\u200bքվոտան անբավարար է և արտասահմանյան արտադրության խթանիչներ, հիվանդները ստիպված են վճարել ինքնուրույն: Միջուկային մարտկոցները կտեղադրվեն MHI բյուջեի հաշվին, թե՞ տարեց մարդիկ ստիպված կլինեն դրանք առանձին գնել: Եթե \u200b\u200b«Ռոսատոմի» ղեկավարությունը հիշեր, որ ռուս թոշակառուներն ապրում են «գիշեր-ցերեկ կանգնած» ռեժիմով, ապա նրանք, հավանաբար, կհասկանային այդ ծիծաղելի տարաձայնությունը տիեզերական ծառայության կյանքի և ծախսերի միջև: Սա ենթադրում է, որ հարգված Պավել aitայցևը ակտիվորեն յուրացնում է R&D- ին հատկացված միջոցները ՝ ընդհանրապես չմտածելով վերջնական օգտագործողների մասին: Սոցցանցերի օգտվողները նման գնահատական \u200b\u200bեն տալիս Ռոսատոմի «գյուտին».

Դժվար թե այն որևէ տեղ օգտագործվի: Ես ավելի քան համոզված եմ, որ բյուջեն յուրացվել է ինչպես միշտ, դրա մի մասը ծախսվել է շնորհանդեսի վրա, և ոչ ոք երբևէ չի տեսնի այդ ապրանքը :)

Հայտարարված ծառայության ժամկետը (50 տարի), ինչպես մենք կռահեցինք, Ni 63 (100 տարի) կես կյանքի ուղիղ կեսն է: Բրիստոլի համալսարանի գիտնականներն իրենց հայեցակարգային տեսանյութում օգտագործում են նույն տրամաբանությունը: Ի տարբերություն Rosatom մարտկոցի, Bristol ատոմային մարտկոցը օգտագործում է C 14 իզոտոպ և կարող է տևել 5730 տարի: Բրիստոլի համալսարանում նրանք իսկապես մոռացան բաժանել 2-ի, բայց 2865 տարին չափազանց շատ է սրտախթանիչի համար: Բրիստոլի հայեցակարգի յուրահատկությունը կայանում է նրանում, որ միջուկային թափոնների խնդիրը լուծվում է դրանց վերամշակմամբ միջուկային մարտկոցներ.

Եթե \u200b\u200bդուք ուշադիր լսեք և թարգմանեք այս տեսանյութի տեքստը, ապա շատ ավելի հետաքրքիր տեղեկություններ կբացահայտեք: Նախ մանրամասն նկարագրված է C 14 իզոտոպի ծագումը:

1940 թվականից Անգլիան պատրաստել է բազմաթիվ միջուկային ռեակտորներ ՝ գիտական, ռազմական և քաղաքացիական նպատակներով: Այս բոլոր ռեակտորներն ուրանը օգտագործում են որպես վառելիք, իսկ ռեակտորի ներսը կազմված է գրաֆիտի բլոկներից: Այս գրաֆիտային բլոկներն օգտագործվում են միջուկային տրոհման գործընթացում ՝ ջերմության կայուն աղբյուր արտադրող շղթայական ռեակցիան վերահսկելու համար: Այս ջերմությունն այնուհետև օգտագործվում է ջուրը գոլորշու վերածելու համար, որն այնուհետև վերածում է տուրբինները ՝ էլեկտրաէներգիա ստանալու համար: Ատոմակայաններն առաջացնում են միջուկային թափոններ, որոնք պետք է անվտանգ վերացվեն: Պարզապես պետք է սպասել, որ այս թափոնները դադարեն ռադիոակտիվ լինելուց: Unfortunatelyավոք, դա տևում է հազարավոր և միլիոնավոր տարիներ: Այն նաև մեծ գումար է պահանջում տարիների ընթացքում անվտանգության վերահսկման համար: Քանի որ մենք օգտագործում ենք գրաֆիտային ռեակտորներ, Անգլիան ստեղծեց 95,000 տոննա ճառագայթում պարունակող գրաֆիտային բլոկներ: Այս գրաֆիտը ածխածնի միայն մեկ ձև է ՝ պարզ և կայուն տարր, բայց եթե այդ բլոկները դնում եք խիստ ռադիոակտիվ վայրում, ապա ածխածնի մի մասը վերածվում է ածխածնի 14-ի: Ածխածնի 14-ը կարող է վերափոխվել սովորական ածխածնի 12-ի, երբ դրա լրացուցիչ էներգիան կվերանա: Բայց սա շատ երկար գործընթաց է, քանի որ ածխածնի 14-ն ունի կես կյանք ՝ 5730 տարի:

Վերջերս Բրիստոլի համալսարանի Կաբոտի ինստիտուտի գիտնականները ցույց տվեցին, որ ածխածինը 14-ը կենտրոնացված է արտաքին ճառագայթման միջոցով բլոկների մեջ: Սա նշանակում է, որ հնարավոր է հեռացնել ճառագայթման մեծ մասը դրանց տաքացման միջոցով. Ճառագայթման մեծ մասը դուրս է գալիս որպես գազ, որը այնուհետև կարելի է հավաքել: , բայց ոչ այնքան, դա նշանակում է, որ դրանք ավելի հեշտ և էժան կթողնի: Ռադիոակտիվ ածխածինը 14 գազի տեսքով, կարող է ցածր ճնշման և բարձր ջերմաստիճանի դեպքում վերափոխվել ադամանդի. սա ածխածնի մեկ այլ ձև է: Արհեստական \u200b\u200bադամանդներ ՝ ռադիոակտիվ ածխածնից, արտանետում է բետա ճառագայթման հոսք, որը կարող է էլեկտրական հոսանք ստեղծել: Սա մեզ տալիս է ադամանդե մարտկոցի միջուկային էներգիա: Այն մեր օգտագործման համար անվտանգ դարձնելու համար այն ծածկված է ոչ ռադիոակտիվ ադամանդի շերտով, որն ամբողջությամբ կլանում է ամբողջ ճառագայթումը և այն վերածում էլեկտրաէներգիայի գրեթե 100% -ով: ոչ շարժական մասեր, ոչ սպասարկման կարիք, ադամանդը պարզապես էլեկտրաէներգիա է առաջացնում: Քանի որ ադամանդը աշխարհի ամենադժվար նյութն է, ոչ մի այլ նյութ չի կարող ապահովել այդպիսի պաշտպանություն ռադիոակտիվ ածխածնի համար 14: Հետեւաբար, դրսում կարող է շատ քիչ ճառագայթում հայտնաբերվել: Բայց սա ճառագայթման գրեթե նույն քանակությունն է, ինչ տալիս է բանանը, ուստի այն լիովին անվտանգ է: Ինչպես ասացինք, ածխածնի 14-ի միայն կեսը քայքայվում է յուրաքանչյուր 5730 տարին մեկ, ինչը նշանակում է, որ մեր ադամանդի մարտկոցն ունի զարմանալի կյանքի տևողություն. Այն կթողարկվի 50% -ով միայն 7746 թվականին: Այս ադամանդե մարտկոցները լավագույնս կօգտագործվեն այնտեղ, որտեղ սովորական մարտկոցները չեն կարող փոխարինվել: Օրինակ ՝ արբանյակների տարածքում տիեզերքի հետազոտման կամ իմպլանտացված սարքերի համար, ինչպիսիք են սրտխթանիչները:

Բոլորին խնդրում ենք ուղարկել իրենց առաջարկները # Diamondbattery- ին: Այս նոր տեխնոլոգիայի զարգացումը կլուծի շատ խնդիրներ, ինչպիսիք են միջուկային թափոնները, մաքուր էլեկտրականությունն ու մարտկոցի ավելի երկար կյանքը: Սա մեզ կտանի դեպի էներգիայի արտադրության «ադամանդե դարաշրջանը»:

2016-ին Բրիստոլից գիտնականների շատ գեղեցիկ գաղափարը և «Ռոսատոմ» -ի շատ համեստ տուփը մի օր կարող են (?) Վերածվել ադամանդի էլեկտրակայանների, այլ ոչ թե շարժական սարքերի միջուկային մարտկոցների: Դժվար կլինի մարդկանց համոզել քայլել Ֆուկուսիմայի գրպանում, նույնիսկ եթե նրանք սկսեն դրա համար հավելյալ վճարումներ կատարել:

Ատոմի օգտագործումը խաղաղ նպատակներով մեր ժամանակների վիճահարույց հարցերից մեկն է ՝ հաշվի առնելով, որ էներգետիկ արդյունաբերությունը տնտեսության ամենաշնորհավոր ճյուղն է, երբ հարկերն ու վճարները կազմում են կՎտ էլեկտրաէներգիայի գնի ավելի քան 90% -ը: Խաղաղ ատոմի արդյունավետությունը կասկածելի է, քանի որ համեմատաբար էժան ատոմային էներգիայի գինը չի ներառում տեխնածին հետևանքների գինը: Ուստի որոշ երկրներ, ներառյալ Գերմանիան և Japanապոնիան, որոշել են ամբողջովին հրաժարվել էներգիայի մեջ ատոմի օգտագործումից: Ի վերջո, զարգացնելով վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները ՝ հնարավոր է ոչ միայն ամբողջությամբ հրաժարվել միջուկային էներգետիկայից, այլ նաև ստեղծել բարձր տեխնոլոգիական արդյունաբերություն ՝ միլիոնավոր բարձր որակավորում ունեցող աշխատատեղերով:

Ամփոփելով ասենք, որ մենք, ամենայն հավանականությամբ, ունենք մեկ այլ գերկուտակիչ տիպի տեխնոդուրիլ, այլ ոչ թե Ադամանդի դարաշրջանի բեկումնային «գյուտ»: Այլ կերպ ասած, միկրոէներգետիկայի մեջ խաղաղ ատոմ օգտագործելը նման է խոզ սափրվելուն ՝ շատ քծնող, բայց քիչ բուրդ:

Այս պահին գիտությունը զարգանում է և զարգանում: Մինչ օրս միջուկային մարտկոցն արդեն հորինված է: Էներգիայի նման աղբյուրը կարող է տևել մինչև 50, իսկ երբեմն էլ ՝ 100 տարի: Ամեն ինչ կախված է չափից և ինչ տեսակի ռադիոակտիվ նյութ է օգտագործվում:

Միջուկային մարտկոցի արտադրության մասին առաջին հայտարարությունն արեց «Ռոսատոմ» -ը: 2017-ին այս ընկերությունը ցուցահանդեսին ներկայացրեց նախատիպ:

Հետազոտողները կարողացան օպտիմալացնել միջուկային մարտկոցի շերտերը, որոնք էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար օգտագործում են նիկելի 63 իզոտոպի բետա-քայքայումը:

Այս նյութի 1 գրամը պարունակում է 3300 միլիվատ ժամ:

Ատոմային մարտկոցի շահագործման սկզբունքը

Էներգիայի արտադրությունը հիմնված է տարբեր տեսակի իզոտոպների օգտագործմամբ քիմիական ռեակցիայի վրա: Բետա-քայքայման ժամանակ ստեղծվում է էլեկտրական ներուժ: Եվ սա հոսանք է տալիս:

Միջուկային մարտկոցները վտանգավո՞ր են:

Մշակողները պնդում են, որ նման մարտկոցները լիովին անվտանգ են սովորական քաղաքացիների համար: Եվ բոլորը այն պատճառով, որ գործի դիզայնը կատարվում է հիմնավոր կերպով:

Հայտնի է, որ բետա ճառագայթումը վնասում է մարմնին: Բայց ստեղծված միջուկային մարտկոցում այն \u200b\u200bփափուկ է և կլանված կլինի էներգետիկ տարրի ներսում:

Այս պահին փորձագետները բացահայտում են մի քանի արդյունաբերություններ, որոնցում նախատեսվում է օգտագործել Ռուսաստանյան A123 միջուկային մարտկոցը.

1. Դեղը
2. Տիեզերական արդյունաբերություն:
3. Արդյունաբերություն.
4. Տրանսպորտ

Այս տարածքներից բացի, այլ տևական էներգիայի աղբյուրներ կարող են օգտագործվել այլ վայրերում:

Միջուկային մարտկոցի դրական կողմերը

Գոյություն ունեն մի շարք դրական հատկություններ.

• Երկարակեցություն Նրանք կարող են աշխատել մինչև 100,000 տարի:
• Կրիտիկական ջերմաստիճանը դիմակայելու ունակություն:
• Նրանց փոքր չափը թույլ կտա նրանց շարժական լինել և օգտագործվել կոմպակտ տեխնոլոգիայում:

Առույգ մարտկոցի մինուսները

• Արտադրության բարդությունը:
• Radառագայթահարման վտանգը առկա է: Հատկապես, եթե գործը վնասված է:
• Բարձր արժեքը Մեկ միջուկային մարտկոցը կարող է արժենալ 500,000-ից 4,500,000 ռուբլի:
• Մարդկանց նեղ շրջանակի համար մատչելի:
• Փոքր տեսականի:

Միջուկային մարտկոցների ուսումնասիրությունն ու մշակումն իրականացնում են ոչ միայն խոշոր ընկերությունները, այլ նաև հասարակ ուսանողներ: Այսպիսով, Տոմսկում մի ուսանող ստեղծեց իր մարտկոցը ՝ միջուկային էներգիայի վրա, որը կարող է աշխատել առանց լիցքավորման շուրջ 12 տարի: Գյուտի աշխատանքը հիմնված է տրիտիումի քայքայման վրա: Նման մարտկոցը ժամանակի ընթացքում չի փոխում իր բնութագրերը:

Միջուկային մարտկոց սմարթֆոնի համար

2019-ի համար հեռախոսների միջուկային էներգիայի աղբյուրներ են արտադրվում: Նրանք նայում են ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում:

Նրանք հիշեցնում են մի տեսակ միկրոսխեման, որը տեղադրվում է բջջային հեռախոսի հատուկ միակցիչների մեջ: Նման մարտկոցը կարող է աշխատել 20 տարի: Ավելին, այս ամբողջ ընթացքում դրա գանձման կարիք չկա: Դա հնարավոր է միջուկային տրոհման գործընթացի շնորհիվ: Trիշտ է, էներգիայի նման աղբյուրը կարող է շատերին վախեցնել: Ի վերջո, բոլորը գիտեն, որ ճառագայթումը վնասակար է և ոչնչացնում է մարմինը: Եվ քչերն են ցանկանում ամբողջ օրվա ընթացքում իրենց կողքին ունենալ այդպիսի հեռախոս:

Սակայն, ըստ գիտնականների, այդպիսի միջուկային մարտկոցը լիովին անվտանգ է: Քանի որ տրիտիումը օգտագործվում է որպես ակտիվ նյութ: Նրա ճառագայթումը, որը հայտնվում է քայքայման ընթացքում, անվնաս է: Դուք կարող եք տեսնել, որ տրիտիումի աշխատանքը քվարցային ժամացույցի վրա փայլում է մթության մեջ: Մարտկոցը սառնամանիքին դիմակայում է մինուս 50 աստիճանով: Այն նաև գործում է կայուն ՝ գումարած 150 C 0: Միևնույն ժամանակ, նրա աշխատանքում երկմտանք չի նկատվել:

Վատ չէ ձեռքի տակ ունենալ այդպիսի մարտկոց, գոնե հեռախոսը սովորական մարտկոցով լիցքավորելու համար:

Նման մարտկոցի լարման տատանվում է 0,8 - 2,4 վոլտ: Այն առաջացնում է նաև 50-ից 300 նանո ամպեր: Եվ այս ամենը տեղի է ունենում արդեն 20 տարի:

Հզորությունը հաշվարկվում է հետևյալ կերպ. C \u003d 0.000001 Վտ * 50 տարի * 365 օր * 24 ժամ / 2 Վ \u003d 219 մԱ

Այս պահին մարտկոցը գնահատվում է 1,122 դոլար: Եթե \u200b\u200bներկայիս փոխարժեքով (65.42) թարգմանվում է ռուբլու, ապա դա կլինի 73,400 ռուբլի:

Որտեղ են օգտագործվում միջուկային մարտկոցները:

Կիրառման տարածքը գործնականում նույնն է, ինչ սովորական մարտկոցները: Դրանք օգտագործվում են.

• Միկրոէլեկտրոնիկա:
• Ureնշման և ջերմաստիճանի տվիչներ:
• Իմպլանտներ
• Որպես լիթիումի բջիջների էներգաբլոկ:
• Նույնականացման համակարգեր
• Ժամեր.
• SRAM հիշողություն:
• FPGA, ASIC- ի ցածր էներգիայի պրոցեսորների սնուցման համար:

Ապագայում սրանք միակ սարքերը չեն, դրանց ցուցակը զգալիորեն ընդլայնվելու է:

Nickel 63 միջուկային մարտկոցը և դրա բնութագրերը

Ատոմային էներգիայի այս աղբյուրը, որը պատրաստված է 63 իզոտոպի վրա, կարող է տևել մինչև 50 տարի: Այն գործում է բետա-վոլտային էֆեկտի շնորհիվ: Այն գրեթե կարծես լուսանկարչական էլեկտրական էֆեկտ լինի: Դրանում էլեկտրոնային անցքերի զույգերը կիսահաղորդչի բյուրեղային ցանցում ստեղծվում են արագ էլեկտրոնների կամ բետա մասնիկների գործողության ներքո: Իսկ ֆոտոէլեկտրական էֆեկտով նրանք հայտնվում են ֆոտոնների ազդեցության տակ:

63 նիկելի վրա գտնվող ատոմային մարտկոցը արտադրվում է ռեակտորում 62 նիկելից թիրախների ճառագայթահարման գործընթացով: Հետազոտող Գավրիլովը պնդում է, որ դա տևում է մոտ 1 տարի: Անհրաժեշտ թիրախներն արդեն առկա են heելեզնոգորսկում:

Եթե \u200b\u200bհամեմատենք նիկելի 63-ի վրա հիմնված նոր ռուսական միջուկային մարտկոցները լիթիում-իոնային մարտկոցների հետ, ապա դրանք 30 անգամ փոքր կլինեն:

Մասնագետներն ասում են, որ էներգիայի այս աղբյուրները անվտանգ են մարդու համար, քանի որ դրանք արձակում են թույլ բետա ճառագայթներ: Բացի այդ, դրանք դուրս չեն գալիս, բայց մնում են սարքի ներսում:

Նման էլեկտրամատակարարումը ներկայումս կատարյալ է բժշկական խթանիչների համար: Բայց մշակողները չեն խոսում գնի մասին: Բայց դուք կարող եք դա հաշվարկել առանց նրանց: Ներկայումս 1 գրամ Ni-63- ն արժե մոտ 4000 դոլար: Այստեղից մենք կարող ենք եզրակացնել, որ լիարժեք մարտկոցը մեծ գումար կխլի:

Նիկելը 63-ը արդյունահանվում է ադամանդներից: Բայց այս իզոտոպը ստանալու համար անհրաժեշտ էր ստեղծել ամուր ադամանդե նյութը կտրելու նոր տեխնոլոգիա:

Ընդհանուր առմամբ, միջուկային մարտկոցը բաղկացած է էմիտերից և կոլեկտորից, որոնք առանձնացված են հատուկ թաղանթով: Երբ ռադիոակտիվ տարրը քայքայվում է, այն արձակում է բետա ճառագայթում: Արդյունքում առաջանում է դրա դրական լիցքը: Այս ընթացքում կոլեկցիոները բացասական է գանձվում: Դրանից հետո հայտնվում է պոտենցիալ տարբերություն եւ ձեւավորվում է էլեկտրական հոսանք:

Փաստորեն, մեր ատոմային մարտկոցը շերտավորված տորթ է: 200 տոննա ադամանդի կիսահաղորդիչների մեջ կա 63 նիկելից պատրաստված 200 էներգիայի աղբյուր: Էներգիայի աղբյուրի բարձրությունը մոտ 4 մմ է: Դրա քաշը 250 միլիգրամ է: Փոքր չափը մեծ գումարած է ռուսական ատոմային մարտկոցի համար:

Դժվար է գտնել ճիշտ չափերը: Իզոտոպի մեծ հաստությունը թույլ չի տա փախչել դրանում հայտնված էլեկտրոնները: Փոքր հաստությունը ձեռնտու չէ, քանի որ մեկ միավորի ընթացքում բետա-քայքայման քանակը կրճատվում է: Նույնն է կիսահաղորդչի հաստությունը: Մարտկոցը լավագույնս աշխատում է, երբ իզոտոպի հաստությունը մոտ 2 միկրոն է: Ադամանդի կիսահաղորդիչը 10 միկրոն է:

Բայց այն, ինչը գիտնականներին հաջողվել է այս պահին հասնել, սահմանը չէ: Արտանետումը կարող է ավելացվել առնվազն երեք անգամ: Եվ սա նշանակում է, որ միջուկային մարտկոցը կարելի է 3 անգամ ավելի էժան դարձնել:

Միջուկային ածխածնի մարտկոց 14 տարի աշխատող 100 տարի

Այս ատոմային մարտկոցը ունի ճառագայթման էներգիայի այլ աղբյուրների համեմատ հետևյալ առավելությունները.

1. Էժանություն
2. Էկոլոգիական մաքրություն:
3. Երկարաժամկետ աշխատանք մինչև 100 տարի:
4. Lowածր թունավորություն:
5. Անվտանգություն
6. Extremeայրահեղ ջերմաստիճանի պայմաններում աշխատելու ունակ:

Ածխածին 14 ռադիոակտիվ իզոտոպի կես կյանքը 5700 տարի է: Դա բացարձակապես ոչ թունավոր է և ցածր գնով:

Ոչ միայն ԱՄՆ-ն և Ռուսաստանը, այլ նաև այլ երկրներ ակտիվորեն աշխատում են միջուկային մարտկոցի արդիականացման վրա: Հետազոտողները սովորել են կարբիդային հիմքի վրա ֆիլմ մշակել: Արդյունքում, հիմքը էժանացավ 100 անգամ: Նման կառուցվածքը դիմացկուն է ճառագայթման, ինչը էներգիայի այս աղբյուրը դարձնում է անվտանգ և ամուր: Միջուկային մարտկոցների մեջ օգտագործելով սիլիցիումի կարբիդ ՝ հնարավոր է հասնել դրա շահագործմանը 350 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում:

Այսպիսով, գիտնականներին հաջողվեց ատոմային մարտկոց ստեղծել սեփական ձեռքերով:

Կես դար նրանք փորձում էին զարգացնել բետա-վոլտային մարտկոցներ ՝ նոր սերնդի էլեկտրաէներգիայի աղբյուր, բայց դեռ ոչ ոք չի հասել արդյունաբերական արտադրանքի: Մարտկոցի լիցքավորումը `նիկել -63 իզոտոպը, բնության մեջ չի առաջանում. Այն կարող է արտադրվել միայն արհեստականորեն:
Որոշ երկրներում, օրինակ, Միացյալ Նահանգներում, նրանք մշակել են տեխնոլոգիաներ, որոնք հնարավորություն են տալիս ձեռք բերել նիկել, բայց միայն ցածր հարստացված `63-րդ իզոտոպի պարունակությամբ մոտ 20%: Դրանով չես կարող արդյունավետ միջուկային մարտկոց պատրաստել: «Ռոսատոմ» ձեռնարկությունները հասել են ավելի քան 80% հարստացման:
Ռուսական միջուկային մարտկոցը ՀՄԿ-ի, մի շարք այլ արդյունաբերական ձեռնարկությունների և Գիտությունների ակադեմիայի համատեղ նախագիծ է: «Համագործակցության շրջանակներում կան մի շարք խնդիրներ, որոնցից հիմնականը համակարգի ինտեգրումն է», - «SR» - ին ասաց ՀՄԿ-ի տեխնիկական վարչության պետի տեղակալ Դմիտրի Դրուզը: «Այժմ մշակման մի շարք աշխատանքներ են տարվում 63-րդ իզոտոպում բարձր հարստացումով նիկել ստանալու տեխնոլոգիայի և մարտկոցի նախատիպի ստեղծման ուղղությամբ մի շարք աշխատանքների ուղղությամբ»:
Միջուկային մարտկոցի շահագործման սկզբունքը հիմնված է բետա-վոլտային ազդեցության վրա. Նիկելի ռադիոակտիվ իզոտոպից ստացված բետա ճառագայթումը կիսահաղորդիչով վերածվում է էլեկտրական էներգիայի: Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի անալոգը, այն տարբերությամբ, որ կիսահաղորդչի բյուրեղային ցանցում էլեկտրոն-անցքերի զույգերի առաջացումը տեղի է ունենում բետա մասնիկների (արագ էլեկտրոններ), և ոչ թե ֆոտոնների ազդեցության տակ:
«Սկզբունքորեն, նիկել -63 իզոտոպի վրա հիմնված մարտկոցը բաղկացած է չորս մասից. Կիսահաղորդչային բետա-ճառագայթման փոխարկիչ, որը պատված է չափազանց հարստացված նիկել -63 իզոտոպի ուլտրա-բարակ շերտով, մարտկոցի կոնտակտորներով և կնքված մանրանկարչությամբ պատյանով», - ասում է Դմիտրի Դրուզը:

Ա SOԲՅՈՒՐԻ ՏԵԽՆԻԿԱԿԱՆ ԲՆՈՒԹԱԳԻՐՆԵՐ

100 μW / սմ

ՀԱՏՈՒԿ ԻՇԽԱՆՈՒԹՅՈՒՆ

16,6,2 մմ

ՉԱՓԵՐԸ

\u003e 50 տարի

ԿՅԱՆՔԻ IMEԱՄԱՆԱԿԸ

20 %

Հանքարդյունաբերության և քիմիական կոմբինատում միջուկային մարտկոցի առաջին նմուշը պատրաստվում է ստանալ 2016-ի վերջին - 2017-ի սկզբին: Ձևի և չափսերի տեսանկյունից աղբյուրները հարմարեցված են միկրոհամակարգի մարտկոցների, մասնավորապես ՝ նեյրո և սրտի խթանիչների համար: Ապագայում ապրանքի բնութագրերն ու առանձնահատկությունները կախված կլինեն կիրառությունից և հաճախորդի պահանջներից: Դմիտրի Դրուզը նշում է.

Առաջընթաց տեխնոլոգիա. Գերազանցելով այսօր հայտնի բոլոր արևմտյան անալոգները, անգամ մեկ քայլ, այլ մի քանի քայլ: Նախագիծն իրականացնելու համար անհրաժեշտ է լուծել հիմնարար և կիրառական գիտական \u200b\u200bխնդիրներ, ինչպես նաև կիրառել «Ռոսատոմ» -ի արդյունաբերական տեխնոլոգիաները, որոնք կրկին շրջանցել են արևմտյանները: Եվ այս ամենն ընդհանուր առմամբ, ինչպես մենք ակնկալում ենք, հնարավորություն կտա եզակի արտադրանք ստեղծել մինչև հաջորդ տարվա սկիզբ: Հանքարդյունաբերության և քիմիական կոմբինատի գլխավոր տնօրեն Պետր Գավրիլովը

Նոր արտադրանքի նկատմամբ հետաքրքրության ֆոնին մամուլում հայտնվեցին հրապարակումներ այլ կազմակերպությունների զարգացումների մասին:
Այսպիսով, MISiS, TISNUM, MIPT և NPO Luch գիտնականների խումբը ստեղծել է նոր էներգիայի փոխարկիչի նախատիպ `նիկել -63 իզոտոպի իոնացնող ճառագայթման համար: Բայց սա միջուկային մարտկոց չէ, այլ միջուկային գեներատոր: Հետազոտական \u200b\u200bթիմի ղեկավար, MISiS- ի կիսահաղորդիչների և դիէլեկտրիկների նյութերի գիտության ամբիոնի վարիչ, պրոֆեսոր Յուրի Պարհոմենկոն մեկնաբանում է.
Այս մարտկոցի սիրտը մի կոնսոլ է, բիժ ափսե, որը պատրաստված է պիեզոկրիստալ լիթիումի նիոբատից ՝ երկտողային կառուցվածքով: Բետա-քայքայման ընթացքում նիկել -63 իզոտոպում արտանետված էներգիան վերափոխվում է պիեզոկրիստալ կոնսոլից մեխանիկական թրթռումների էներգիայի, որն իր հերթին էլեկտրոդների մոտ փոխարկվում է փոփոխական լարման:
Թե բետա-վոլտային, թե միկրոէլեկտրամեխանիկական աղբյուրները (MISiS- ի և գործընկերների զարգացմանը զուգահեռ) հայտնվել են ավելի քան 10 տարի առաջ, բայց նրանց բոլորի պակասը բարձր հարստացմամբ նիկել -63-ը կարող է ապահովել արդյունավետությամբ և ուժով: Ինչպես նշում է Դմիտրի Դրուզը, R&D- ի ներկա փուլում արդեն պարզ է, որ MCC մարտկոցը կգերազանցի բոլոր մարտկոցների նմուշներին, որոնք օգտագործում են նիկել -63 բետա-քայքայման էներգիան: «Մեր աղբյուրն ունի բազմաթիվ առավելություններ ինչպես արդյունավետության և հզորության, այնպես էլ չափի և պարզության տեսանկյունից: Այն կարող է օգտագործվել առավել ծայրահեղ պայմաններում », - շեշտեց Դմիտրի Դրուզը:
«Ռոսատոմ» ապրանքանիշի տակ գտնվող միջուկային մարտկոցը շուտով իրականություն կդառնա, և բոլոր հիմքերը կան ենթադրելու, որ այս ապրանքը կվերածի ոչ միայն ներքին, այլև համաշխարհային շուկան:

Պոտենցիալ սպառողներ
Բժշկական խթանիչները պլուտոնիում -238-ը օգտագործում են որպես էներգիայի աղբյուր և տևում են մոտ 10 տարի: Խթանիչ սարքերի փոխարինումը բարդ գործողություն է. Միջուկային մարտկոցով 50 տարի դեիմպլանտացիա անհրաժեշտ չի լինի: Միջուկային արդյունաբերությունում միջուկային մարտկոցները կարող են տեղադրվել ջերմաստիճանի և ճառագայթման մոնիտորինգի սենսորներում: Միջուկային մարտկոցները կդառնան ինքնավար նավիգացիոն սարքավորումների ցանցերի, հեռաչափման համակարգերի և լայն պարամետրերի առցանց մոնիտորինգի անփոխարինելի բաղադրիչ: Երկարատև աղբյուրները ողջունվում են տարբեր ստորջրյա համակարգերի ստեղծողների, Հյուսիսի նվաճողների և ռազմական արդյունաբերության կողմից:
Արտադրություն
Nickel-63- ը էներգիայի մաքուր աղբյուր է. Փափուկ բետա ճառագայթումը չի ուղեկցվում վնասակար գամմա ճառագայթմամբ: Կես կյանքը 100 տարի է: Իզոտոպ արտադրելու համար անհրաժեշտ է հարստացման երկու փուլ. Նախ ՝ ցենտրիֆուգներում ՝ նիկել-62-ի համար, ապա հարստացումից և մեկուսացումից հետո ՝ նիկել-63-ը:
Յուրաքանչյուր տան՞:
Մեզանից ո՞վ չի ցանկանում, որ սմարթֆոնները, համակարգիչները կամ պլանշետները 50 տարի աշխատեն առանց լիցքավորման: Անվտանգության տեսանկյունից խոչընդոտներ չկան. Նիկել-63-ի բետա ճառագայթումը կլանվում է մարտկոցի պատյանով: Այնուամենայնիվ, մտահոգություն կա, որ մարտկոցը ապամոնտաժելու ցանկություն ունեցողներ կլինեն: Եվ այդ ժամանակ կարող են լինել բացասական հետևանքներ: Միջուկային մարտկոցներ և գեներատորներ ընդհանուր սպառողի հասանելիության մեկ այլ խոչընդոտ կա `գինը: 1 գ նիկել-63 ստանալու բարդ տեխնոլոգիայի շնորհիվ դրա արժեքը հարյուր հազարավոր ռուբլի է: Չնայած մարտկոցը գրամից շատ ավելի քիչ է պետք, այն թանկ է: Այնուամենայնիվ, երբ ապրանքը փորձարկվում է գիտակրթական, բարձր տեխնոլոգիական արդյունաբերություններում, պահանջարկը կաճի, և այդ ժամանակ կսկսվի նիկել-63-ի արդյունաբերական արտադրությունը, և արժեքը շատ ավելի ցածր կլինի: Կարևոր հարց. Ինչպե՞ս վերացնել միջուկային էներգիայի կոմպակտ աղբյուրները: «Օպտիմալ է դրանք հանձնել վերամշակման համար` ոչ քայքայված իզոտոպը վերականգնելու համար », - ասում է ՀՄԿ-ի տեխնիկական վարչության պետի տեղակալ Դմիտրի Դրուզը:

Էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը կարող է օգտագործվել նաև բժշկության մեջ

Ռոսատոմը «Atomexpo-2017» IX ֆորումում ներկայացրեց վերջին զարգացումներից մեկը `միջուկային մարտկոց, որը հիմնված է ռադիոակտիվ նիկել-63 ռադիոակտիվ իզոտոպի վրա: Եզակի էլեկտրամատակարարումը կարող է օգտագործվել բժշկության և տարածության մեջ ՝ տնտեսելով միլիոնավոր դոլարների սարքավորումների ծախսեր: Միևնույն ժամանակ, ցուցահանդեսի մոդելը ունի մանրանկարչության չափսեր. Ընդամենը 1 խորանարդ սանտիմետր, և դրա ծառայության ժամկետը առնվազն 50 տարի է:

«Պարզ իմաստով, սա միջուկային մարտկոց է, իսկ գիտական \u200b\u200bառումով ՝ բետա ճառագայթման աղբյուր, որը բաղկացած է բետա-վոլտային բջիջից և ադամանդի վրա հիմնված կիսահաղորդչային փոխարկիչից: Նիկել-63-ը բնության մեջ գոյություն չունի, այն ձեռք է բերվում նիկել-62 բնական իզոտոպը նեյտրոններով ճառագայթահարելով միջուկային ռեակտորում `հետագա ռադիոքիմիական մշակմամբ և գազի ցենտրիֆուգներում տարանջատմամբ»: «Ռոսատոմ» -ի Ալեքսանդր Պավկինի գիտական \u200b\u200bբաժինը: Նա նշեց, որ նիկել-63-ի հատկությունները մարտկոցը դարձնում են շատ հարմար, կոմպակտ և, որ ամենակարևորն է, անվտանգ մարտկոց `հատուկ 1 մկտ հզորությամբ և 2 վոլտ լարման միջոցով: Նման էներգիայի աղբյուրի անվտանգությունը մասնագետը բացատրեց այն փաստով, որ նիկել-63-ը համարվում է «փափուկ» բետա-արտանետիչ, քանի որ նրա դեպքում չկա նեյտրոնային կամ գամմա ճառագայթում, իսկ բետա էլեկտրոնները ամբողջությամբ կլանված են փոխարկիչի կողմից և ամբողջովին անվնաս են մարդու համար:

Այս դեպքում մարտկոցի հզորությունը կարող է ավելացվել կամ նվազել ՝ ելնելով կարիքներից. Որքան մեծ լինեն չափերը, այնքան մեծ կլինի էլեկտրաէներգիան: Ըստ Պավկինի, 1 միկրոավտ հզորությունը բավարար է սրտի խթանիչ սարքում կամ նյարդոստիմուլյատորում մարտկոց օգտագործելու համար: Մասնագետը նաև հավելեց, որ բացի բժշկությունից, էներգիայի նման աղբյուրները կարող են օգտագործվել տիեզերագնացության մեջ, ինչպես նաև մարտկոց դժվարամատչելի տարածքներում և ծայրահեղ պայմաններում:

Նման հիանալի մարտկոցի արժեքը դեռ դժվար է հաշվարկել. Ամեն ինչ կախված է հաճախորդի պահանջներից ՝ կապված նրա հզորության հետ: Բայց ամեն դեպքում, այդպիսի տարրի օգտագործումը շատ արագ կվերադարձնի դրա գնման գինը: «Համեմատության համար. 1 կգ մետաղալար տիեզերք ուղարկելու համար մեզ 1 միլիոն դոլար է պետք, եթե դրանք փոխարինենք անլար հոսանքի աղբյուրով, օգուտներն ակնհայտ են», - ասաց «Ռոսատոմ» -ի ներկայացուցիչը:

Մշակումն իրականացվել է Պոդոլսկում տեղակայված «Լուչ» գիտական \u200b\u200bհետազոտական \u200b\u200bինստիտուտի հետ համատեղ ՝ Սուպերհարդ և նոր ածխածնային նյութերի տեխնոլոգիական ինստիտուտի (TISNUM, Տրոիցկ) հետ միասին: Ներկայումս մարտկոցը նախատիպ է, բայց Rosatom- ն արդեն պատրաստվում է սարքը սերիական արտադրության գործարկել: Ինչպես նշեց Ալեքսանդր Պավկինը, շատ ընկերություններ և հավանական ներդրողներ, ովքեր ցուցահանդեսին ծանոթացել են նմուշին, հետաքրքրություն են ցուցաբերել զարգացման մեջ: «Ռոսատոմ» -ը նախատեսում է իր գյուտով մուտք գործել ներքին և արտաքին շուկաներ: Պետական \u200b\u200bկորպորացիայի ներկայացուցիչները նշում են, որ նորարարական հատկությունների շնորհիվ նոր ապրանքի գինը շատ մրցունակ կլինի և թույլ կտա նրան ժողովրդականություն ձեռք բերել ոչ միայն Ռուսաստանում, այլև Արևմուտքում:

Ինչպես նշում են գիտնականներն ու մասնագետները, նիկել-63-ի հիման վրա էլեկտրաէներգիայի աղբյուրների օգտագործումը նախադրյալներ կստեղծի շատ ոլորտներում տեխնոլոգիական ճեղքման համար: Արդյունաբերության մեջ այդպիսի տարրերը կարող են օգտագործվել սենսորներում ՝ շենքերի, խողովակաշարերի վիճակը վերահսկելու համար. Դրանք օգտակար են էլեկտրական սարքավորումների շահագործումն ապահովելու համար, այդ թվում ՝ Արկտիկայի զարգացման նախագծերի, տիեզերական տեխնոլոգիաների և ռոբոտաշինության շահագործումն ապահովելու համար: Նոր աղբյուրների սերիական արտադրությունը հնարավորություն կտա ստեղծել միկրոէլեկտրոնիկայում սարքերի նոր շարք, մասնավորապես ներկառուցված էլեկտրասնուցմամբ ինքնավար միկրոպրոցեսորային թվային սարքեր: Միևնույն ժամանակ, Ռուսաստանը նորարար է բարձր հարստացված նիկել-63-ի արտադրության մեջ. Այն չի օգտագործվում որևէ այլ երկրում:

Հանքարդյունաբերության և քիմիական կոմբինատը (Լեռնահումքային և քիմիական կոմբինատ, heելեզնոգորսկ, Կրասնոյարսկի երկրամաս) Պետական \u200b\u200bկորպորացիան ավարտել է նպատակային նիկել -63 (Ni-63) իզոտոպով հարստացված գազի վերափոխումը (փոխարկումը) ` էներգիայի աղբյուրի նախատիպ ձեռք բերելը: Այս մասին ՌԻԱ Նովոստիին հայտնել են ընկերության մամուլի ծառայության ներկայացուցիչը:

Այս պահին սպասվում է համապատասխան բաղադրիչների առաքում Ni-63- ի նստեցման և «միջուկային մարտկոցի» նախատիպի վերջնական հավաքման համար:

Բետա-վոլտային էներգիայի աղբյուրների շահագործման սկզբունքը հիմնված է ռադիոակտիվ բետա-քայքայվող էներգիայի էլեկտրաէներգիայի վերափոխման վրա `օգտագործելով կիսահաղորդչային փոխարկիչ: Նիկել-63 – ի հատկությունները այն դարձնում են շատ հարմար հիմք մանրանկարչության, անվտանգ և առանց տեխնիկական սպասարկման բետա-վոլտային էլեկտրամատակարարման համար ՝ երկար (առնվազն 50 տարի) շահագործման ժամկետով և հզորության բարձր խտությամբ մինչև 100 միկրոավտ / խորանարդ սանտիմետր: Այս էլեկտրասնուցումները կարող են օգտագործվել դժվարամատչելի վայրերում և ծայրահեղ պայմաններում: Սպառողների համար անվտանգության տեսանկյունից նիկել-63-ի առավելությունն այն է, որ այն այսպես կոչված «փափուկ» բետա-արտանետիչ է, ուստի ճառագայթումն ամբողջությամբ պաշտպանված է մարտկոցի պատյանով:

Նիկել -63 հիմքով մարտկոցներ: Լուսանկարը ՝ YouTube

Նիկել-63-ը բնության մեջ գոյություն չունի, ուստի այն ձեռք է բերվում նիկել-62 բնական իզոտոպը նեյտրոններով ճառագայթահարելով միջուկային ռեակտորում `հետագա ռադիոքիմիական մշակմամբ և գազի ցենտրիֆուգներում տարանջատմամբ:

Լեռնահանքային և քիմիական կոմբինատը հանդես է գալիս որպես ծրագրի համակարգի ինտեգրիչ: Հազարամյակի մարտահրավերները կազմակերպել են աշխատանքներ երկու ուղղությամբ `ստանալով շատ հարստացված Ni-63 իզոտոպ և ստեղծել կիսակառույցի փոխարկիչի հատուկ կառուցվածք: Րագրում ներգրավված են «Ռոսատոմ» -ի եզակի իրավասություններ ունեցող ձեռնարկություններ: Մասնավորապես, Էլեկտրաքիմիական գործարանը (Zeելենոգորսկ, Կրասնոյարսկի երկրամաս, «Ռոսատոմ TVEL» վառելիքային ընկերության մաս) պատասխանատու է Ni-63 իզոտոպում նիկելի հարստացման համար: Վերջնական փուլը `նախատիպի էլեկտրաէներգիայի աղբյուրի հավաքումը, տեղի կունենա ՀՄԿ-ում:

Ինչպես նշել է ՀՄԿ-ի մամուլի ծառայության ներկայացուցիչը, կիսահաղորդչային փոխարկիչի կառուցումը հիմնված է նոր դիզայնի վրա, որը որակապես բարձրացնում է բոլոր բաղադրիչների արդյունավետությունը: Փորձագետների կարծիքով, շատ հարստացված Ni-63- ի վրա հիմնված և նոր փոխարկիչի դիզայնով էլեկտրամատակարարումները առաջխաղացման հարթակ են ստեղծում կիբերնետիկայի և արհեստական \u200b\u200bինտելեկտի ոլորտում նոր սերնդի սարքեր նախագծելու համար: Սա գործիքի նոր տեսակ է, որը հիմք կդառնա էլեկտրոնային սարքերի նոր ճարտարապետության համար: