Jadrový zdroj Betavolt BV100
rozmery - 15 x 15 x 5 mm
výkon - 3 volty a 100 microwatt
životnosť > 40 rokov, pracovné prostredie -60°C - + 120°C (polčas rozpadu 63Ni je 100,1 rokov)
Do roku 2025 chce Betavolt pripraviť aj
zdroj s výkonom 1 watt
Podľa popisky súčiastky je aktivita obsahu minimálne 50Ci -> obsahuje teda najmenej gram 63Ni
Môj odhad ceny za kus: $5000+ len výroba
pravdepodobná štruktúra:
Izotop niklu 63Ni má oproti plutoniu očividné výhody - je výrazne lacnejší a vlastne aj dostupnejší, hoci bez procesu obohacovania a pobyte v reaktore sa tiež nezaobíde.
Obohacuje sa izotop 62Ni (výskyt v prírode ~3,6%), a vysokoobohatený 62Ni sa následne v hliníkovej zliatine vystaví neutronovému toku v reaktore (alebo urychlovači). Záchytom neutronu vzniká 63Ni. Nasleduje rozpustenie hliníku v hydroxide sodnom a chemické (a možno aj izotopové) čistenie.
Prečo hliník? Hliník nemá izotopy, ktorá by mohli vzniknúť zo stabilného 27Al ožarovaním. Rádioaktívny je 26Al.
Nevýhoda je hlavne jedna, zato významná - niklový zdroj je tepelne asi 80 krát menej výkonný ako plutoniový (alfa častica z plutonia má 5,5MeV, elektron z niklu len 0,0669MeV)
Na druhej strane, nikel produkuje elektrony, takže nemusí využívať len termoelektrický princíp produkcie energie.
Niekedy v roku 2020 sa objavili správy o pokročilom ruskom betavoltaickom zdroji.
Ruská beta-rádioizotopová batéria má byť schopná pracovať najmenej 20 rokov. Ruským vedcom sa podarilo zvýšiť výkon batérie desať krát a znížiť cenu na polovicu.
Na rozdiel od klasických termálnych rádioizotopových zdrojov s plutoniom 238Pu pracuje s niklom 63Ni (polčas 100 rokov) a princípom funkcie sa podobá slnečným batériám, ale na rozdiel od svetla je ožiarená elektronmi z betarozpadu 63Ni (dá sa ale použiť napríklad i trícium 3H - aj také zdroje existujú). Rádioaktívneho niklu je v "súčiastke" dosť - uvádzajú aktivitu štruktúry 10Ci/g, a aktivita 63Ni je 59Ci/g.
Objav/vynález spočíva v kanálikovej štruktúre aktívnych PN prechodov, čo výrazne zvyšuje efektivitu pri interakcii prechodu s hmotnými časticami (elektronmi). Jeden beta-elektron uvolňoval v klasickej planárnej konštrukcii okolo 200 tisíc elektronov - a pri desať krát zvýšenej účinnosti premeny...
IMHO - v "kanáliku" dokážu opakovane využiť aj "odrazené" elektrony s vyššou energiou a kanáliky tak zvyšujú "efektívnu hrúbku/plochu" aktívneho PN prechodu.
Ruský betavoltaický zdroj z roku 2020
Podľa obrázku možno rozmery "batérie" odhadnúť na zhruba 2,5x3cm, takže dva aktívne povrchy (63Ni medzi nimi vo forme folie alebo "keramického" výlisku) by mohli mať rozmer ~2x2,5cm a celkovú plochu do 10cm2. Hmotnosť baterie by sa z rozmerov dala odhadnú na cca 10gramov. Do vnútra by sa dali vložiť až 1-2 gramy 63Ni s aktivitou 56-110Ci (strašne veľa! - zodpovedá to aktivite 56-110g rádia 226Ra. Napriek tomu je to relatívne bezpečné, pretože tie "krycie pliešky" predstavujú pre beta-elektrony tienenie na úrovni 50-100 polovrstiev)
nejaké medy k ruskému vývoju
https://www.researchgate.net/publicatio ... evaluation
technické údaje a zmysluplné informácie veškeré žádné... 