 |
||
|
Китай - никелевая батарейка AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 13.01.2024 Китайская компания "Betavolt Technology" объявила о разработке компактной батарейки на основе никеля-63. Эта новость была с интересом встречена в мировых СМИ. Батарейка BV100 Батарейка под названием BV100 состоит из слоёв с никелем-63, алмазных полупроводниковых преобразователей, подложки и защитной оболочки. Конструкция батарейки модульная. Каждый модуль включает в себя два преобразователя и один слой никеля-63 толщиной 2 мкм. В минимальном варианте размер модуля, как указано на сайте компании, составляет 3×3×0,03 мм. Сама батарейка больше. Так, размеры батарейки мощностью 100 мкВт и напряжением 3 В составляют 15×15×5 мм. Коэффициент преобразования энергии в батарейке достигает 8,8%. На сайте китайской компании аккуратно написано, что использование никеля-63 более высокой чистоты позволит улучшить эту характеристику. В 2025 году компания планирует представить батарейку на 1 Вт. Говорится также о намерениях приступить к серийному производству никелевых батареек. Видеоролик с представлением батарейки - по этой ссылке. Внешний вид батарейки BV100  Структура модулей батарейки BV100.  Изотоп никель-63 Изотоп никель-63 (63Ni) давно привлекает внимание инженеров как перспективный энергоисточник для атомных батареек. Основные характеристики никеля-63 приведены ниже (здесь и далее данные, в основном, взяты из доклада на конференции NUCLEUS-2020, автор - В.А.Мазгунова):
Опасность никеля-63 для человека минимальна. Так, по данным на сайте Принстонского университета (США), максимальный пробег бета-частиц, испускаемых никелем-63, составляет 5 см в воздухе и менее 0,01 см в тканях. Без каких-либо последствий для здоровья можно наблюдать точечный источник из никеля-63 с расстояния 10 см, экранировать его не потребуется. Впрочем, глотать или вдыхать чистый 63Ni университетский сайт всё же не рекомендует. Никель-63 как источник Для конструкторов неприятной особенностью 63Ni является сильное самопоглощение бета-излучения, поэтому в батарейках нужно использовать высокообогащённый никель-63. Так, мощность батарейки при использовании обогащённого по изотопу 63 никеля будет почти в 50 раз меньше, чем мощность батарейки на 100% никеле-63. В нейтронном потоке никель-63 можно нарабатывать различными реакциями на других изотопах никеля, меди и цинка. Наиболее перспективной является реакция захвата на изотопе 62Ni. Также возможно использование центрифужных методов разделения изотопов никеля. Для обеспечения радиационной безопасности батареек на основе никеля-63 необходимо добиваться высокой степени очистки исходного сырья и готового продукта от гамма-излучающих примесей, в первую очередь, от кобальта-60. Российский вариант И раньше, и сейчас разработкой никелевых батареек занимаются во многих странах. Не останавливаясь на зарубежных проектах, отметим, что свои варианты предлагают и российские атомщики. Так, на форуме "Атомэкспо-2017" посетителям был представлен макет компактного источника питания на основе никеля-63 (представляло НПО "Луч", разработчик - консорциум российских предприятий). В источнике использовался никель, обогащённый до 20%, поэтому его мощность была невелика, порядка 1 мкВт. Переход на более высокие обогащения позволит резко поднять мощность источника и, что не менее важно, уменьшить его размеры. В 2018 году на ЭХЗ было произведено обогащение газоцентрифужным методом никеля-63 до уровня более 69%, а также заявлены планы по выходу на уровень обогащения 80%. Так что технологические возможности для наработки сырья для батареек у "Росатома" имеются. Макет батарейки на никеле-63 на Атомэкспо-2017.  Вопрос цены Логичный вопрос - если батарейки на никеле-63 настолько хороши, то почему нет их массового производства? Ответ нужно искать в экономике, причём в первую очередь в стоимости получения никеля-63. В докладе В.А.Мазгуновой на NUCLEUS-2020 были приведены оценки затрат и реализуемости производства никеля-63 на различных реакторах. Рассматривалось производство 100 г никеля-63, что должно хватить для 1000 атомных батарей мощностью 50 мкВт каждая (при к.п.д. 10%). Самым дешёвым из проверенных и реализуемых вариантов оказалась наработка никеля-63 в реакторах РБМК. При этом оценка затрат на получение 100 г 63Ni составила 200 миллионов рублей. Таким образом, цена одного только никеля-63 для одной батарейки в условиях массового производства составила бы, по данной оценке, 200 тысяч рублей. Следует учесть, что приведённая цена может быть не актуальной, так как в докладе у неё стоит ссылка на отчёт ВНИПИЭТ от 2008 года. Также следует принять во внимание, что скорость наработки никеля-63 в РБМК невысока, а наработка в специализированных исследовательских реакторах с высокой скоростью наработки обойдётся существенно дороже. Возвращаясь к китайскому проекту, с которой началась статья, можно заключить, что батарейки на никеле-63 в обозримом будущем вряд ли станут, при таких ценах, доступными массовому покупателю. В то же время никелевые батарейки могут найти свою нишу. Например, благодаря своей миниатюрности они могут оказаться полезными для космических исследований, так как цена доставки килограмма грузов в космос по-прежнему слишком велика. Ключевые слова: Радиоизотопы, Китай, Статьи, Мнения Другие новости: Казатомпром ожидает корректировку производственного плана на 2024 год Причины - нехватка серной кислоьы и задержки со строительством новых рудников. В мире статус действующего имеют 412 блоков, статус строящегося 59 блоков - PRIS В Китае строятся 23 блока. В 2023 году Топливная компания Росатома "ТВЭЛ" выполнила все контрактные обязательства перед российскими и зарубежными заказчиками. |
Герой дня 
Китай - добро для очередных Драконов Таким образом, в общей сложности в 2023 году Госсовет КНР одобрил планы по строительству 10 атомных энергоблоков, из них восемь блоков с реакторами HPR-1000. ИНТЕРВЬЮ
Чао Лю МНЕНИЕ
AtomInfo.Ru |