باتری هسته ای یا باتری اتمی و کاربردهای آن در صنعت

باتری‌ اتمی با وجود پرهزینه بودن و دشواری فرایند ساخت، دارای کاربردهای زیادی در صنایع فضایی و پزشکی است. در این مقاله میخواهیم برای شما از باتری هسته ای یا باتری اتمی و کاربردهای آن در صنعت بگوییم. پس در ادامه با بانک باتری همراه بمانید.

باتری اتمی، هسته‌ای، تریتیومی و ژنراتور رادیوایزوتوپ

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.

به‌تازگی خبری هم در مورد ساخت این نوع باتری برای نخستین بار در ایران منتشر شد.

تاریخچه ساخت باتری اتمی

فناوری باتری هسته‌ای در سال ۱۹۱۳ برای نخستین بار پا به عرصه‌ گذاشت.

در آن هنگام، دانشمندی به‌نام هنری موزی، نخستین سلول از این نوع را معرفی و تشریح کرد.

این زمینه‌ی پژوهشی در سال‌های دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی با تلاش دانشمندان برای ساخت باتری‌ها و منابع توان مورد نیاز برای کار در فضا، مورد توجه بسیاری قرار گرفت. در سال ۱۹۵۴، کمپانی RCA که در زمینه‌ی تجهیزات الکتریکی فعالیت داشت، یک باتری کوچک اتمی را برای گیرنده‌های رادیویی کوچک و سمعک‌ها مورد بررسی قرار داد.

از زمان شروع پژوهش و گسترش اولیه‌ی RCA در اوایل دهه ۱۹۵۰، انواع پرشماری از روش‌ها برای استخراج انرژی الکتریکی از منابع هسته‌ای طراحی شده‌اند.

اصول علمی مرتبط با موضوع به‌خوبی شناخته شده است؛ اما فناوری پیشرفته‌ی جدید در مقیاس نانو و همچنین ورود نیمه‌هادی‌های جدید مبتنی بر نوار ممنوعه‌ی گسترده، به ایجاد دستگاه‌های جدید و خواص جالبی در مواد منتهی شده‌اند؛ مواردی که پیش‌تر در دسترس نبودند.

باتری هایی با انرژی ناپیوسته‌ی رادیوایزوتوپ

باتری‌هایی که از انرژی ناپیوسته‌ی رادیوایزوتوپ برای تأمین انرژی به‌مدت ۱۰ تا ۲۰ سال استفاده می‌کنند،

در سطح بین‌المللی در حال توسعه هستند.

تکنیک‌های موجود در تبدیل انرژی باتری‌های اتمی را می‌توان به دو نوع اصلی تقسیم کرد:

روش‌های حرارتی و غیر حرارتی.

تبدیل‌کننده‌های حرارتی که توان خروجی آن‌ها تابعی از وجود اختلاف (دیفرانسیل) درجه‌ی حرارت است،

شامل ژنراتور ترموالکتریک و ترموژنیک هستند.

تبدیل‌کننده‌های غیر حرارتی هم که توان خروجی آن‌ها تابعی از اختلاف دما نیست،

مقدار کمی از انرژی فرایند کلی را مصرف می‌کنند؛

زیرا در آن‌ها به‌جای به حرکت در آوردن الکترون‌ها در یک چرخه، انرژی یادشده به‌صورت گرمایی تحلیل می‌رود.

باتری‌های اتمی معمولا دارای بازدهی یک‌دهم تا ۵ درصد هستند.

راندمان انواع پربازده‌تر آن‌ها باعنوان بتولیتایکا ۶ تا ۸ درصد است.

باتری اتمی با تبدیل غیرحرارتی

این باتری ها که از انتشار ذرات الکترون/بتا الکتریستیه تولید میکنند به عنوان باتری بتاولتائیک (betavoltaic) شناخته شده اند. رادیوایزوتوپ بادوام و مناسب برای استفاده در باتری بتاولتائیک، یک ایزوتوپ هیدروژن با دو پروتون اضافی است که به عنوان تریتیوم شناخته شده است. از آنجا که تریتیوم نیمی از انرژی رادیواکتیوی خود را در طول ۱۲٫۳ سال (نیمه عمر این باتری) از است میدهد بتاولتائیک ساخته شده از تریتیوم به راحتی بیشتر از یک دهه عمر میکنند. علاوه براین ذرات بتای انتشار یافته از تریتیوم قابلیت نفوذ در پوست انسان را ندارند و نگرانی های بهداشت عمومی را کاهش می دهند. این دو ویژگی تریتیوم باعث شده است تا برای به کار گیری در وسایل پزشکی بسیار مناسب باشد.

به عنوان مثال ، در دستگاه های ضربان ساز قلب اغلب از باتری ضربان ساز با دوام بالا استفاده میکنند. امروزه توانسته اند طول عمر باتری ضربان سازها را با استفاده از منبع انرژی تریتیوم تا چندین دهه افزایش دهند و از این طریق از نیاز به جراحی برای جایگزین سازی باتری جلوگیری کنند.

اگرچه بتاوولتائیک ها هنوز نسبت به سایر باتری ها بسیار گران تر هستند، اما می توانند در آینده ای نه چندان دور یک منبع انرژی کارآمد و مناسب برای تجهیزات الکترونیکی که نیاز به حداقل انرژی دارند و در کاربردهای دور از دسترس (که ۵ الی ۵۰ سال به منبع نیرو نیاز دارند)، فراهم کنند. این باتری‌ها به دلیل ولتاژ و جریان پایدار و طول عمر بالا در صنایع پزشکی، نفت، معدن و تجهیزات فضایی کاربردهای زیادی دارند.

منبع: zoomit، mag.gooshijanebi

کلیدواژه : باتری اتمی
کارشناس فروش (حوران)

Warning: date() expects parameter 2 to be int, string given in /home/bankba/domains/bankbattery.co/public_html/wp-content/themes/mweb-digiland-pro/templates/mweb_single_layout.php on line 143
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.