Кишенькова електростанція
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Думка перетворювати ядерну енергію в електричну, минаючи численні громіздкі пристрої атомних електростанцій – теплообмінники, котли, турбіни, генератори, – дуже приваблива. Над цією проблемою працюють науковці багатьох країн, відомо чимало пропозицій, проектів, моделей, зокрема напівпровідникових. Однак всі пристрої такого роду виявлялися непрактичними: к. к. д. їх низький, кристалічна решітка напівпровідників під дією бета-випромінювання руйнується і батареї виходять з ладу.
Нарешті в США оголошено про створення нового, більш ефективного напівпровідникового пристрою. До радіоактивного ізотопу стронцію притиснуті кінцями стрижні з електронних (Е) і діркових (Д) напівпровідників. Кожен електронний напівпровідник з сусіднім дірковим утворює термопару. Пари з’єднані послідовно металевими дротами. Зовнішні кінці стрижнів (спаї) мають кімнатну температуру, а внутрішні нагріті завдяки близькості радіоактивного стронцію.
Тому в батареї виникає термоелектрика. Подальшим розвитком цього принципу з’явилася «кишенькова електростанція» Снейп-3. Дійсно, ця 5-кілограмова установка, яку можна прикрити звичайним капелюхом, дає стільки ж електроенергії, скільки батарея найбільш удосконалених акумуляторів, що важить 700 кілограмів. Тут замість стронцію-90 застосований полоній-210, він в 300 разів перевершує радіоактивністю радій і володіє періодом напіврозпаду, рівним 138,3 дня к. к. д. батареї досягає 10 відсотків.
Чи отримає «кишенькова електростанція» широке поширення? Не поспішайте давати позитивну відповідь, не дізнавшись її ціну. Ми не знаємо її точно, але відомо, що вона обчислюється десятками мільйонів доларів. Втім, ціна іншої, значно менш потужної атомної батареї вагою в 2,2 кілограма вказана точно: вона коштує 30 мільйонів доларів! Так що, якщо електростанція і кишенькова, то по кишені вона далеко не всім, і предметом широкого вжитку найближчим часом не стане. Фактично ці батареї будуть поки застосовувати тільки в якості силових установок для штучних супутників, ракет і інших пристосувань для дослідження Космосу, так як в цих випадках виграш у вазі і об’ємі може оплатити будь-яку ціну.
Так чи інакше, нові атомні батареї – видатне технічне досягнення, етап на шляху до більш економічних і потужних генераторів електрики, які, може бути, здійснять переворот в наземному, водному і повітряному транспорті, а також в інших галузях техніки, де потрібно потужне, просте і довговічне джерело енергії.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.