Атомная батарейка и радиоактивная подсветка

1.

Государственное бюджетное профессиональное образовательное
учреждение
«Усть-Катавский индустриально-технологический техникум»
Информационный проект
«Атомная батарейка и
радиоактивная подсветка»
Выполнил: Быков С.В.
Студент 1 курса группы ЭМ-58
Наставник: Киреева А.А.
Усть-Катав 2024

2.

• На сегодняшний день нас интересует проблема в нужде большого объём энергии и света.
Для этого ученные изобрели предметы, созданные с помощью атомных/ядерных веществ,
образующие изотопы, которые впоследствии образуют энергию.
• Я выбрал эту тему потому, что меня интересуют усовершенствованные
технологии. Она показалась мне очень интересной и возможно она будет связанная с моей
будущей профессией.
• Актуальность темы:
Чрезвычайно актуально в последние годы проблема нужды источников
Энергии с более длительным временем действия, и проблема нужды источников света с
большим запасом энергии

3.

Цели проекта
Изучить принцип работы и преимущества атомной
батарейки и радиоактивной подсветки
Задачи:
Изучить и обобщить сведения об ядерных приборах и их
использовании;
Собрать и проанализировать информацию о радиоактивной
подсветке:
Исследовать использования приборов, работающих на ядерных
веществах и сравнить их с традиционными приборами;
Гипотеза:
Возможно ли заменить литиевые АКБ на ядерные,
электрические лампы на тритиевые

4.

Атомная батарейка и принцип работы
Атомная батарейка – радионуклидный источник электрического тока, в котором
энергия, выделяющаяся при распаде ядер радиоактивных элементов, непосредственно
преобразуется в электрическую. Т.е это устройство, которое использует энергию
распада радиоактивного изотопа для выработки электроэнергии. Эта батарейка
способна проработать больше 50 лет.
Принцип работы основывается на химической реакции с использованием
разных типов изотопов. Во время β (бета) распада создаётся электрический потенциал.
(Даёт энергию или ток)

5.

В настоящее время в качестве ядерного вещества используется
активное вещество, как тритий. Если точнее, - радиоактивный изотоп
трития с периодом полураспада в 12.3 года. При этом излучение,
вызванное распадом трития, считается безопасным, и не в состоянии
навредить даже верхнему слою кожи. В созданной ядерной батарейке β
(бета) излучение будет поглощаться внутри электрического элемента. На
вид тритиевая батарея похожа на микросхему. (рис 1)
Рис.1 Ядерная батарейка малого
типа (тритий)
Также используется вещество никель 63. Эта батарея имеет вид, как у
пальчиковой батареи, которая внутри состоит из 200 слоёв алмазных
полупроводников и 200 слоёв источников β (бета) частиц (рис 2). Никель
63 имеет период полураспада 100.1 года.
Но самой лучшей и дешевой ядерной батареей является углеродная
батарея, которая создана на веществе углерод 14. Строение у неё такой
же, как и у никелевой батареи, но вместо алмазных никелевый
полупроводников находятся углеродные полупроводники. Углерод 14
имеет период полураспада 5730 лет.
Рис. 2 Ядерная батарейка обычного
типа (Никель 63, Углерод 14)

6.

Безопасность и применение атомных
батареек
В последнее время возникает вопрос, безопасны ли ядерные батареи, могут
ли они облучать человека радиацией?
Внутри атомной батареи находятся активные радиоактивные вещества,
которые вырабатывают энергию за счёт β (бета) излучения. Само β излучение
облучить человека радиацией не сможет, так как любая батарейка имеет очень
толстую оболочку (покрытие), через которую β излучение не сможет и само
излучение будет поглощаться внутри энергетического элемента, за счет чего
будет вырабатываться больше электроэнергии.

7.

Цели использования
Ядерную батарейку планируют
активно использовать в отраслях
• Медицина
• Космическая отрасль
• Промышленность
• Транспорт

8.

Главные недостатки атомных
батареек
1-й недостаток все существующие образцы не оптимизированы, то
есть у них есть избыточный объем бета-источника (у них есть
избыточный объём бета источника)
2-й недостаток – цена слишком высока для коммерческой батарейки
(большая цена атомных веществ/тел)
3-й недостаток несовместимость с платами (принцип работы ядерной
батареи не продуман полностью. Есть риск поломки плат электроники)

9.

Радиоактивная подсветка
Особенности и строение
Радиоактивная подсветка – подсветка,
работающая на принципе радиолюминесценции
Вызванной β распадом трития.
Строение и принцип работы: тритий заключен в
небольшую герметичную ёмкость, обычно из
боросиликатного стекла, на верхнюю поверхность
которой нанесён тонкий слой люминофора
Тритиевая подсветка теряет примерно половину
яркости в течении 12 лет с момента изготовления
и примерно 75% яркости через 25 лет

10.

Безопасность и применение
радиоактивной подсветки
Непосредственно сам тритий не представляет угрозы
радиационной опасности, пока он заключён в герметичные
трубки, непроницаемые для водорода.
Опасность облучения возникает при его вдыхании, глотании или
любом другом способе попадания внутрь организма. Самое главное –
не вскрывать и не разбивать тритиевые брелоки и капсулы. Но даже
при утечке вещества из подсветки опасности практически нет, так как
трития там содержится сравнительно небольшое количество. Если
тритий вступит в реакцию с кислородом воздуха и сгорит, а
образовавшиеся пары сверхтяжёлой воды попадут внутрь организма –
в этом случае последствия будут хуже, так как по химическим
свойствам сверхтяжёлая вода практически идентична обычной воде,
которая участвует в обмене веществ и может долго циркулировать в
организме, облучая его изнутри.

11.

Практическая часть
1. Исследование свойств и применения ядерный и традиционных батареек
Атомная батарейка
(ядерный источник
энергии)
Литиевая батарейка
(традиционный источник энергии)
50 лет без перерыва
10 лет с подзарядкой
Тритий, Никель 63, Углерод
14
Литий
Доступность
Ограниченная
Полная
Применение
Космос, Транспорт,
Медицина,
Промышленность
Электротехника, изделия
специального назначения
Время работы
Вещества

12.

Вывод исследования
Вывод: Ядерная батарейка имеет отличный объём энергии. Но из-за
Её большой цены и несовместимости с некоторыми приборами она не может заменить
литиевые АКБ, потому что литиевые батарейки отлично
справляются с задачей на сегодняшний день, несмотря на малый объём энергии.

13.

2. Исследование применения ядерных и традиционных
источников света
Радиоактивная подсветка
(Ядерный источник света)
Люминесцентная лампа
(традиционный источник света)
12-25 лет. Пока полностью
не распался тритий
15-20 тыс. часов он
электрического тока
Тритий
Ртуть
Доступность
Ограниченная
Полная
Применение
Световой источник,
военной нужды
В быту
Тусклый свет
Яркий свет
Время работы
Вещества
Яркость
14

14.

Вывод исследования
Вывод: Тритиевая подсветка имеет очень большое время беспрерывной
работы. Но в яркости света он уступает люминесцентной лампе. В быту
тритиевая подсветка из-за её яркости считается бесполезной.

15.

Общий вывод практической части
Общий вывод: Ядерные приборы имеют большой потенциал в своей
работе. Они безопасны и имеют большой объём энергии и света. Но из-за
его больших недостатков в цене и в принципе работы, многие предпочитают
традиционные источники энергии и света.

16.

Заключение
В ходе работы над проектом я изучил альтернативный источник
энергии в виде ядерной батарейки и тритиевой подсветки в качестве
альтернативного источника света.
Я частично подтвердил свою гипотезу о том, что заменить
литиевые АКБ на ядерные, электрические лампы на тритиевые можно,
но на сегодня их себестоимость довольно высока.

17.

18.

Спасибо за внимание!

English Русский Rules