Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

Радиоэлектричество вместо фотоэлектричества


dmr

Рекомендуемые сообщения

🚑 Решение задач, контроши, рефераты, курсовые и другое! Онлайн сервис помощи учащимся. Цены в 2-3 раза ниже!

А не существует ли материалы подобные фотоэлектрическим материалам который генерирует электричество под воздействием радиации? 

Нельзя ли использовать эти материалы вместе с допустим отходами АЭС. И вообще зачем тогда мудохаться атомными электростанциями если можно просто подвергнуть излучению эти материалы и получать электричество ну на холодную так сказать

Ссылка на комментарий
09.05.2023 в 20:28, dmr сказал:

А не существует ли материалы подобные фотоэлектрическим материалам который генерирует электричество под воздействием радиации? 

Нельзя ли использовать эти материалы вместе с допустим отходами АЭС. И вообще зачем тогда мудохаться атомными электростанциями если можно просто подвергнуть излучению эти материалы и получать электричество ну на холодную так сказать

Облучаешь p/n-переход любым ионизирующим излучением и получаешь разность потенциалов, вот только он долговечен только при облучении рентгеном, γ и β. α и осколки деления конечно дадут большую мощность, но испортят p/n-переход. γ жёстче порядка 0,1 МэВ потребуется останавливать столь толстым слоем свинца, что выигрыш по массе перед литиевой батареей исчезнет - по этой причине большая часть радионуклидов в ОЯТ неприменима в ядерных батарейках. Единственные дешёвые радионуклиды содержатся в ОЯТ и материалах облучённых в реакторах, поэтому без реакторов и рентабельных батареек не будет. Практически же экономически доступными изотопно-чистыми радионуклидами для атомных батареек являются 99Tc и 147Pm - поскольку только они могут быть выделены из ОЯТ чисто-химическими средствами. Вот только технеций имеет чрезмерно большой период полураспада для всех современных практических применений, а прометий недостаточный период полураспада для многих применений, в то время как люди хотят чтобы период полураспада радионуклида был близким к продолжительности жизни человека. Отсюда и пошла тема с 63Ni - но это лишь распильная тема, стоимость синтеза и выделения в достаточно чистом виде этого изотопа сделает нерентабельным любое его применение в батарейке.

Так что вся общественная полезность этой темы сводится к 147Pm, но даже таких батарей на рынке ненайти - при всей рентабельности и выгодности их производства.

Изменено пользователем Максим0
Ссылка на комментарий

Посмотрите бетавольтаический эффект. Но вообще пока у такого метода получения электричества очень низкий КПД, да и не живут под излучением материалы долго, как Максим0 заметил. Более перспективно направление термоэлектрогенерации, но на новых термоэлектрических материалах (с некоторыми лантаноидами) - тут достижим КПД до десятков %.

Изменено пользователем St2Ra3nn8ik
Ссылка на комментарий
09.05.2023 в 22:12, St2Ra3nn8ik сказал:

Посмотрите бетавольтаический эффект. Но вообще пока у такого метода получения электричества очень низкий КПД, да и не живут под излучением материалы долго, как Максим0 заметил. Более перспективно направление термоэлектрогенерации, но на новых термоэлектрических материалах (с некоторыми лантаноидами) - тут достижим КПД до десятков %.

На широкозонных полупроводниках хороший КПД выходит.

Ссылка на комментарий
10.05.2023 в 01:04, Максим0 сказал:

На широкозонных полупроводниках хороший КПД выходит.

Так Вы же сами сказали, что если без деградации, то на них только рентгеном светить.

Если же применить РИТЭГ на SmS (II) (сульфид самария), то можно получить η ~ 50%, причём это соединение обладает высокой радиационной стойкостью, так что можно сразу взять радионуклиды с подходящим энерговыделением и не нужно искать специально какие либо экзотические с мягким излучением.

 

Подробнее о сульфиде самария во вложении:

Возникновение ЭДС при изменении валентности ионов Sm в SmS.pdf

Ссылка на комментарий
14.05.2023 в 21:50, St2Ra3nn8ik сказал:

Так Вы же сами сказали, что если без деградации, то на них только рентгеном светить.

Если же применить РИТЭГ на SmS (II) (сульфид самария), то можно получить η ~ 50%, причём это соединение обладает высокой радиационной стойкостью, так что можно сразу взять радионуклиды с подходящим энерговыделением и не нужно искать специально какие либо экзотические с мягким излучением.

Подробнее о сульфиде самария во вложении:

Возникновение ЭДС при изменении валентности ионов Sm в SmS.pdf 290.4 \u041a\u0431 · 0 скачиваний

Без деградации годны: бетта, гамма и рентген, но гамма порядка с 0,1 МэВ потребует радиационной защиты лишающей превосходства перед литиевыми батареями. Идеальным будет жёсткий бетта-излучатель без жёсткой гаммы, вот только нет такого бюджетного варианта. Из реальных вариантов экономически лучший - прометий из свежего ОЯТ теплового реактора, вот только 147Pm - продукт скоропортящийся, и выделять его надо из ОЯТ вылежавшего всего 1,5-2 года.

Изменено пользователем Максим0
Ссылка на комментарий
14.05.2023 в 18:41, Максим0 сказал:

гамма порядка с 0,1 МэВ потребует радиационной защиты лишающей превосходства перед литиевыми батареями

Это если делать маленькую батарею для портативных устройств (ноутбуки, телефоны и т.д.), а если мощный РИТЭГ сделать на сульфиде самария, то при ой же загрузке, что и у РИТЭГов старых образцов можно получить намного большую мощность, или при той же мощности намного более лёгкие РИТЭГи, что например, пригодится в автономных космических аппаратах. Да и на Земле автономные источники пригодятся, в т.ч. можно построить портативные термоэлектрические АЭС (на реакторах) с хорошим КПД без подвижных частей, вроде турбин.

Ссылка на комментарий
15.05.2023 в 00:24, St2Ra3nn8ik сказал:

Это если делать маленькую батарею для портативных устройств (ноутбуки, телефоны и т.д.), а если мощный РИТЭГ сделать на сульфиде самария, то при ой же загрузке, что и у РИТЭГов старых образцов можно получить намного большую мощность, или при той же мощности намного более лёгкие РИТЭГи, что например, пригодится в автономных космических аппаратах. Да и на Земле автономные источники пригодятся, в т.ч. можно построить портативные термоэлектрические АЭС (на реакторах) с хорошим КПД без подвижных частей, вроде турбин.

Касательно реакторного самария, соотношение изотопов с массами 147/149/151/152/154 в продуктах деления урана составляет 20/12,15/6,7/5,53/1,97, то есть на 151Sm в реакторном самарии будет приходится примерно 1/7. Как ты считаешь, не слишком круто забалластированно?

А у реакторного прометия балластных изотопов нет... есть примеси изотопов с жёсткой гаммой 143-146, но это совсем малые примеси, поскольку они относятся к экранированным изотопам прометия.

Ссылка на комментарий
14.05.2023 в 20:21, Максим0 сказал:

Касательно реакторного самария

Я не говорили про реакторный самарий. Более того, я не говорил про радиоактивные изотопы самария. Я указал на сульфид стабильного самария (II), из которого термоэлетрогенераторы набирать можно. У них очень высокий КПД преобразования тепла в электричество. А вот греть эти генераторы можно чем угодно.

Изменено пользователем St2Ra3nn8ik
Ссылка на комментарий
09.05.2023 в 18:28, dmr сказал:

А не существует ли материалы подобные фотоэлектрическим материалам который генерирует электричество под воздействием радиации? 

Нельзя ли использовать эти материалы вместе с допустим отходами АЭС. И вообще зачем тогда мудохаться атомными электростанциями если можно просто подвергнуть излучению эти материалы и получать электричество ну на холодную так сказать

 

Существуют. КПД обычно 1-3%. Срок службы небольшой. Набор пригодных изотопов (без гаммы) небольшой. Обычные мощности - микроватты.

Деление дает значительно больше энергии, чем распад и лучше контролируется.

Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...