Baterie z jaderného odpadu a diamantů vydrží 5 tisíc let  
Zní to bláznivě. Ale je to úplně nový elektrický systém, který poskytuje čistou energii a zároveň rafinovaně využívá jaderný odpad. Jak se říká, dvě mouchy jednou ranou.
Budou satelity létat na diamantové baterie? Kredit: University of Bristol.
Budou satelity létat na diamantové baterie? Kredit: University of Bristol.

Diamanty jsou krásné, i když někdy trochu krvavé. Jaderný odpad, ten je vždycky fuj, a lidé kvůli němu špatně spí. Když se ale objeví někdo, kdo se oprostí od předsudků, zhluboka se nadechne, a smíchá syntetické diamanty s jaderným odpadem dohromady, tak mu kupodivu nevznikne diamantová godzilla, ale podivuhodné baterie, nebo spíše elektrické články, které produkují elektřinu tisíce let.
Přesně na tomhle pracují fyzici a chemici z britské Univerzity v Bristolu, kteří svůj projekt před pár dny představili na ostře sledované přednášce Cabotova institutu v Bristolu. Jejich systém je vážně pozoruhodný. V dnešní době elektřinu produkují většinou magnety procházející cívkou, přičemž dochází k elektromagnetické indukci. Anebo chemické reakce mezi elektrodami a elektrolytem. Jenže to jde i jinak. Třeba když se syntetické diamanty ocitnou v blízkosti zdroje radioaktivního záření, tak najednou vyrábějí elektřinu. Podle Toma Scotta z týmu Univerzity v Bristolu je to fascinující. Nic se při tom procesu nepohybuje, nevznikají žádné emise, není nutná žádná údržba. Diamant prostě jenom leží a sluní se v radioaktivním záření. 

Tom Scott. Kredit: University of Bristol.
Tom Scott. Kredit: University of Bristol.

Scott a spol. udělali velice lstivou věc. Syntetickým diamantům, vyrobeným běžným postupem, zabudovali jejich vlastní zdroj radioaktivního záření. S kolegy očividně nemají tak zmrtvující strach z radioaktivity a přidali do diamantů nikl-63. Tak vznikl funkční prototyp velice dlouhověké diamantové baterie. Scottův tým teď intenzivně pracuje na bateriích, v nichž bude jako zdroj radioaktivity uhlík-14. Tento populární izotop totiž vzniká jako odpadní produkt na povrchu grafitu, který se využívá jako moderátor štěpných reakcí v některých jaderných reaktorech.


Syntetické diamanty. Kredit: Materialscientist / Wikimedia Commons.
Syntetické diamanty. Kredit: Materialscientist / Wikimedia Commons.

Badatelé vymysleli, že když uhlík-14 izolují z jaderného odpadu a využijí ho v diamantových bakteriích, tak tím poklesne radioaktivita takového odpadu. To pochopitelně podstatně sníží jeho nebezpečnost, a také náklady na jeho uskladnění a zabezpečení. Jen ve Velké Británii v tuto chvíli skladují asi 95 tisíc tun použitých grafitových bloků, které jsou plné uhlíku-14. Neil Fox z Univerzity v Bristolu k tomu dodává, že uhlík-14 je pro takové využití takřka ideální. Produkuje totiž záření s krátkým dosahem, které je rychle pohlcováno pevným materiálem. Uhlík-14 je nebezpečný při spolknutí, vdechnutí nebo doteku, pokud je ale uzavřen do diamantu, tak je z něj rázem neškodný, až roztomilý izotop. Podle Foxe si jen těžko lze představit, co by chránilo před zářením uhlíku-14 lépe, než diamant.

 

Britský pokročilý plynem chlazený reaktor (AGR), který používá jako moderátor grafit. Kredit: thomick / Wikimedia Commons.
Britský pokročilý plynem chlazený reaktor (AGR), který používá jako moderátor grafit. Kredit: thomick / Wikimedia Commons.

Takto vymyšlené diamantové baterie nemají velký výkon. Baterie s 1 gramem uhlíku-14 vyrobí asi 15 joulů energie za den, což je méně než běžná tužková AA baterie. Zásadní rozdíl je ale v délce jejich provozu. Standardní alkalická AA baterie o váze cca 20 gramů může fungovat v nepřetržitém provozu asi 1, slovy jeden den. Naproti tomu diamantová baterie s uhlíkem-14 spotřebuje polovinu dostupné energie asi za 5 730 let, čili vydrží přinejmenším něco přes 2 miliony dní. To je samozřejmě pecka a vědci to dobře vědí.

Takové baterie bude možné využít v zařízeních, které mají nepatrnou spotřebu, ale není v nich možné snadno měnit baterie. Už teď si můžeme představit kardiostimulátory a podobné medicínské vychytávky, autonomní drony pro věčný provoz ve velkých výškách nebo kubesaty a podobné mikrosondy, které třeba pošleme k cizím hvězdám. S takovou baterií tam v klidu doletí. Potenciál diamantových baterií je tak dech beroucí, že autoři vyzývají širokou veřejnost, aby lidé tvítovali své nápady k využití takové technologie s hashtagem #diamondbattery. Takže kreativci všeho věku a pohlaví, šup do práce. Začíná diamantový věk!

Video:  ‘Diamond-age’ of power generation as nuclear batteries developed


Literatura
University of Bristol 25. 11. 2016.

Datum: 04.12.2016
Tisk článku

Nakládání s radioaktivním odpadem a vyhořelým jaderným palivem - Dlouhý Zdeněk
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 495 Kč
cena: 495 Kč
Nakládání s radioaktivním odpadem a vyhořelým jaderným palivem
Dlouhý Zdeněk
Související články:

Budeme pohánět jaderné reaktory thoriem?     Autor: Stanislav Mihulka (07.11.2013)
Strach má velké oči: Poprask kolem rakoviny štítné žlázy dětí ve Fukušimě     Autor: Stanislav Mihulka (10.03.2016)
Jak uložit problematický radioaktivní jód na miliony let?     Autor: Stanislav Mihulka (13.11.2016)



Diskuze:

princíp

Robo Krupa,2016-12-23 03:16:49

Je to zaujímavý objav.
Mňa by ale zaujímalo, ako to funguje?
Ako dochádza k premene na elektrickú energiu?
Alebo je to ďalší z náhodných objavov, ktorý funguje, ale veda nevie prećo...

Odpovědět

Co z toho je relaita?

Radoslav Porizek,2016-12-09 16:08:16

Bombasticke tvrdenia clanku o prelomovej technologii vytvarajucej energie z jadroveho odpadu su az prilis podozrive.

Zdroj elektrickej energie z radioaktivnych izotopov je znamy uz desatrocia a bezne sa pouziva napriklad vo vesmirnych sondach. V clanku chyba to najpodstatnejsie porovnanie tychto zdrojov s tym diamantovym (cena, kapacita, kapacina na jednotku hmotnosti.objemu).

Taksito nie je jasne, ci by sa zdroj radioaktivity ziskaval naozaj s prave z radioaktivneho odpadu, alebo to bola len taka sexi prupovidka a viacej realne (=lacnejsie) su ine zdroje radioaktivity.

Odpovědět


Re: Co z toho je relaita?

Josef Hrncirik,2016-12-11 09:03:53

Snahou je, aby grafit měl co nejméně N i 13C aby se minimalizoval vznik 14C.
Není tedy důvod, aby v grafitu bylo při likvidaci jinak než cca 0,1 - 1ppm 14C. Poněkud se může hromadit v místech poruch a na krajích zrn. Zvýšení reaktivity při této zvýšené lokalizaci prý obohatí spaliny z velmi pomalé oxidace 10% grafitu na max 10 ppm 14C a zbytek má prý jen 0,056 ppm 14C, tj. 18x méně. Nejspíš to ale nestačí. Stejně je to cca 37 kt 10 ppm 14CO2 + 90 kt 60ppb 14C grafitu.
Vsadím 50 hal. proti pytlu liber, že 14C do baterie byl připraven z ozařovaného nitridu Be, Mg, nebo Al aby se vyhnuli dělení izotopů C. I tak dostali jen cca 20-50% ní 14C.

Odpovědět

Pat a Mat -)

Zdenek Černý,2016-12-07 16:32:44

Pánové Josef Hrncirik a Milan Krnic ...... znalosti všeho druhu, v zimě též jde k duhu .....

Odpovědět


Re: Pat a Mat -)

Milan Krnic,2016-12-07 17:43:34

Keby tu raz kritiku niekto napísal podľa akt,
bolo by to úžasné, aj ked by to nebol, či bol? ... fakt!

Odpovědět


Re: Pat a Mat -)

Josef Hrncirik,2016-12-07 18:49:16

Čerpám z volně dostupných a mnohdy chybných dat, určitě pomaleji s menším záběrem než např. pan Florian. Mohu se mýlit v datech, výpočtech či koncepcích. Opravy a kritiku vítám. Myslím, že se nevnucuji úplně do všeho.

Odpovědět

Errata

Jirka Niklík,2016-12-06 19:11:31

v diamantových bakteriích

Odpovědět

Dron

Tomas Tacovsky,2016-12-06 15:35:32

Zajímalo by mě. Zda by se dron poháněný touto technologií dokázal unést? Díky.

Odpovědět


Re: Dron

Petr Kr,2016-12-06 15:49:16

Zkuste se podívat do diskuze hodně dolů na stesk od Petr Petr.

Odpovědět


Re: Re: Dron

Tomas Tacovsky,2016-12-06 16:08:17

To je škoda asi by ji měli zefektivnit. Je to technologie budoucnosti. Prosím nefantaziruje tedy o autonomních domech. Využití takových dronu by nejspíš změnilo přenos rádiových,televizních, telefonních ci jiných signálů.

Odpovědět


Re: Re: Re: Dron

Josef Hrncirik,2016-12-07 08:17:17

I kdyby na sebe naštosovali polovodivé, a vodivé vrstvy vše z divého 14C, tj. prakticky místo 1 g 14C ve 20g by jich bylo všech 20, hustota výkonu by vzrostla jen 20x.
V žádném případě nemohou dostat více než 150 keV*F/mol 14C tj. 15*10**4*10**5 = 15*10**9 J ale cca za 2 poločasy.
Přesně 15*10**9*ln(2)/t0,5)/,014 = 4,1 W/kg 14C.
Max. teor. účinnost beta fotovoltaiky je prý cca 30%
pak to dá max. cca 1,2 W/kg C14
Mají ho max. metrák podmíněně na cca 6000 let.
Větší energie rozpadu něž 300 keV prý ničí i diamantové polovodiče.
Alfa ničí spolehlivě, gama je pronikavé.
V tabulce "radioisotops...
beta only je
3T, ale místo teoretických 19 keV udávají praktických jen 5,7
14C místo mých 150 keV dávají jen 50
Z 5000 karátů 14C svítícího briliantu vyždímám max. 0,4 W elektrických + max. cca totéž světelných, pokud je briliant nemohl přeměnit.

Odpovědět

Dron

Tomas Tacovsky,2016-12-06 15:34:00

Zajímalo by mě. Zda by se dron poháněný touto technologií dokázal unést. Díky.

Odpovědět

BETA batéria

Vladimír Bzdušek,2016-12-05 20:19:13

Zaujímalo by ma, čo by sa stalo, ak by som do el. obvodu zapojil článok urobený tak, že jeho dva póly by tvorili dva izotopy kovového prvku, jeden z rozpadom BETA+ a druhý BETA-. Aké by bolo napätie naprázdno takejto veci? Podotýkam, že niečo obdobné existuje, v technickej praxi sa na snímanie N-toku vnútri jadrového reaktora používa tzv. samonapájací detektor (DPZ).

Odpovědět


Re: BETA batéria

Josef Hrncirik,2016-12-05 20:48:37

Je to krásný a názorný model k zamyšlení.
Systém by mohl být při stejných rychlostech rozpadu a energiích naprosto symetrický.
Z toho je vidět, že ta 2. polovina je vlastně zbytečná.

Jednoduché by bylo napětí naprázdno, pokud by částice nebyly brzděny při vyletování (nemožné, jen přiblížení při vyletění přímo z povrchu) a brzděny při letu jinak než elektrickým polem z opouštěného povrchu (možné ve vakuu), pole se vytvoří a mění zpětným a dopředným pohybem pohyblivého náboje a záleží tedy i na odběru.
S nulovou rychlostí by pak pohyblivé měly uzavřít obvod.
Napětí naprázdno by se pak rovnalo rozpadové energii, snad jen malinko menší o částečný přenos hybnosti a tím i energie zpět podle akce a reakce.

Při rozpadu se vždy zachovává celkový elektrický náboj.
Dalo by se to přirovnat k termo či fotoemisi.

Odpovědět


Re: Re: BETA batéria

Josef Hrncirik,2016-12-05 21:28:11

Jó a v zoně střetu é- s é+ by při rovnovážném chodu naprázdno asi vzniklo "anihilační termonapětí" pokud by se gama záření absorbovalo (nepřipadá v úvahu) nejspíše až 2*0,5 MeV/2e- tj. cca 500 kV k dobru.
Baterie taser by též dobře rentgenovala sprostého podezřelého.

Odpovědět

Poplach

Vojta Ondříček,2016-12-05 09:15:36

Na Slovensku stojí bezpečnostní složky v pozoru, dopisnice jsou skenovány na radioaktivní substance, dopisy otevírány ve vacích ... to proto, že se našel člověk, který do dopisnic zaslaných státním institucím a osobám naškrábal trochu toho šmejdu (americium) z požárních senzorů.

Lidé jsou už takoví, jací jsou, dejte jim do ruky sirky a oni něco zapálí.
Asi by byl problém nějak zamezit tomu, aby takové baterie s tím C14 neskončily doma v kamnech, ve spalovnách, v krematoriu, nebo v nějaké teroristické bombě.

No a jen tak na okraj, už to bylo ventilováno - článek typu AA je schopen vydat za jeden den i přes deset tisíc Joulů.
jako reakce na větu v článku "Baterie s 1 gramem uhlíku-14 vyrobí asi 15 joulů energie za den, což je méně než běžná tužková AA baterie."

A ještě jeden okraj - elektrický proud se nevyrábí jen "...magnety procházející cívkou", ale nově i ve foto-voltaických článcích.

Odpovědět


Re: Poplach

Petr Kr,2016-12-05 13:57:47

Mimochodem, v článku se nepraví "jen" a mám pocit, že se nevyrábí proud, ale napětí.

Odpovědět


Re: Re: Poplach

Vojta Ondříček,2016-12-06 02:52:03

Souhlas, máte pravdu, že proud nelze vyrobit.
Ale asi ani to napětí.
Zdroj elektrické energie způsobí chemickým, magnetickým, či jiným efektem "nahrnutí" elektronů k jedné elektrodě zdroje, čímž vznikne mezi oběmi elektrodami zdroje elektrický potenciál. Elektrický proud už teče po uzavření el. obvodu jaksi sám od sebe dokud je u jedné elektrody zdroje víc elektronů, než u té druhé. Zdroj tedy jen hrne elektrony z jedné elektrody ke druhů.

Odpovědět


Re: Re: Re: Poplach

Petr Nejedlý,2016-12-06 03:43:58

Já bych v tomto případě klidně tvrdil, že dochází k výrobě proudu a to není potřeba ani uzavřený obvod, ani koncept napětí - rozpadem dochází k emisi elektronů a ty mají hybnost, proto se pohybují (když/dokud nenarazí), tedy představují proud. Pokud tedy mým zdrojem je cosi, co emituje elektrony do volného prostoru jedním směrem, těžko se mluví o napětí naprázdno.
Pokud zvažujeme zachytávání na elektrodě, která se vzhledem ke své kapacitě a zachycenému náboji stává elektronegativní, pak by napětí naprázdno, jak správně, i když poněkud krypticky uvádí pan Hrnčiřík, limitně konvegovalo k hodnotě odpovídající energii vyletujících elektronů, někde v megavoltech (na MeV kinetické energie)....

Odpovědět


Re: Re: Re: Poplach

Petr Kr,2016-12-06 07:23:51

Jo, přesnost musí být. Citujeme-li, nebo kritizujeme za něco, co jsme v článku nenašli..., a pak opravíme chybou, musíme vytvořit novou filozofickou fyziku.
Elektrické napětí (mezi dvěma body prostoru) je definováno jako rozdíl elektrických potenciálů (v těchto bodech). A proud už teče jaksi sám. Ovšem záleží na vlastnostech toho prostředí, kterým teče. Takže sám ne. A navíc také záleží na velikosti napětí = rozdílu potenciálů. A u nabíjecí baterie dokáže téct i pozpátku, takže vyrábí u jedné elektrody víc elektronů, než u té druhé. A střídavé napětí...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Poplach

Petr Nejedlý,2016-12-06 18:33:03

Bavíme se zde o filozofické fyzice posuvných proudů páně Maxwella? Jaké vlastnosti prostředí přisuzujete vakuu, kterým letí proud rychlých volných elektronů? Musí být zdrojem proudu těchto elektronů rozdíl potenciálů mezi body prostoru, nebo ve skutečnosti tyto letící elektrony formují elektrické pole (potenciál) kolem sebe? Jestli ta veškerá filozofie nespočívá jen v tom, _co všechno_ může urychlit elektrony, krom rozdílu potenciálů.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Poplach

Petr Kr,2016-12-06 21:24:01

Nevím, jestli reagujete na emisi elektronů v diamantové mřížce (vakuum?), jestli jste zaregistroval, že komentuji ne váš příspěvek atd. Pak nevím, zda rozpad C14 emituje elektrony jen v jednom směru a z jednoho bodu apod. Takže se možná zaměřte na elektrody, jako zdroj napětí.

Odpovědět


Re: Poplach

Josef Hrncirik,2016-12-06 16:37:55

Oxidačním tavením uvedené 20 g baterie ve cca 20 g louhu či lépe peroxidu sodíku, by Madam Curie, snadno připravila 2,8 l osvěžujícího 14CO2, ze kterého by rozpuštěním v evakuované Coca-Cole připravila 2l energetického nápoje SEMTEX s aktivitou 2,6 Ci/litr.

Odpovědět


Re: Re: Poplach

Josef Hrncirik,2016-12-06 17:13:58

Takto fortifikovaný SEMTEX má nesmírně omlazující účinek i při homeopatickém ředění.
Lehce lze dosáhnout záporného stáří a přejít do minulých životů.
Potvrzeno radiokarbonovou metodou.

Odpovědět


Re: Re: Re: Poplach

Josef Hrncirik,2016-12-06 19:19:44

Není ten 14C Kámen Mudrců?

Odpovědět


Re: Poplach

Stanislav Florian,2016-12-06 23:28:25

Článek říká: "
"V dnešní době elektřinu produkují většinou magnety procházející cívkou, přičemž dochází k elektromagnetické indukci. Anebo chemické reakce mezi elektrodami a elektrolytem. Jenže to jde i jinak. Třeba když se syntetické diamanty ocitnou v blízkosti zdroje radioaktivního záření, tak najednou vyrábějí elektřinu."
Jaderný rozpad je zdrojem energie, souhlasím, že podobně jako sluneční záření pro fotovoltaiku.
1 ampér je ( Q/t) 1/1,6E-19 =6,25E+18 elektronů/s
1g 14C obsahuje 4,3E+22 atomů, to je 6 880 amperů po dobu 1 sekundy.
To odpovídá 3,8E-8 ampéru po dobu poločasu rozpadu (5730*365*24*3600 sekund).
Elektrony vznikají v jádře rozpadem neutronů. Elektrony jsou volné, nepotřebují žádné napětí ani chemickou energii pro pohyb, letí však vysokou rychlostí a všemi směry. Jaká část se dá převést na pohyb elektronů ve vodiči, to nevím. Klasická výroba elektřiny magnetické pole a cívka- elektrony se tam nelíhnou a ve spotřebiči nespotřebovávají, ale vrací se zpět ke zdroji, kde jsou znovu nabuzeny. Tady elektrony se uvolňují jako uvnitř chemického článku.

Odpovědět


Re: Re: Poplach

Josef Hrncirik,2016-12-07 07:17:22

Ďábel vystrkuje rohy z detailu a říká, že za poločas nedodá více než poloviční proud, jak bylo původně nasmlouváno. Leda, že by snížil napětí na polovic.

Odpovědět


Re: Re: Poplach

Josef Hrncirik,2016-12-07 18:37:06

V zásadě je to dobře. Teď ještě napětí.
Jeden extrémně rychlý elektron (až cca 150 keV) pak v polovodiči fotovoltaiky aktivuje lavinu mnoha elektronů, které jsou odebrány cca při napětí běžné PV řekněme cca 1 V. Nezdálo se mi, že by tvrdili že diamant dá podstatně více.
Vlastně to u 14C tedy dělá napěťové zeslabení cca 150000x, ale proudově to nezesiluje 150000. Při energetické účinnosti až 30% to proudově zesiluje jen cca 50000. Je to vlastně výhodná transformace napětí do praktičtějších nízkých hodnot s přijatelnou ztrátou výkonu.
Pro získání vyšších napětí je nutno řadit více článků do serie, nebo použít spínání a transformaci.
Výhodou 3T je nízká atomová hmotnost, má ale krátký poločas.
14C má zase větší, ale ještě ne ničivou energii rozpadu a dá se snadno použít v elementární formě. Má však neprakticky dlouhý poločas.

Odpovědět


Re: Re: Re: Poplach

Stanislav Florian,2016-12-07 23:23:18

Záření beta 14 C má energii 0,156476 MeV =156,5 keV.
1 elektronvolt = 1,602E-19 joulů, 1 MeV = 1,6E-13 joulů.
Jednotky eV, keV, MeV jsou jednotky energie ne napětí, se kterým tam cosi počítáte, že se zeslabí 150 000 krát atd

Odpovědět


Konec Poplach. Začátek potlachu.

Josef Hrncirik,2016-12-08 07:35:10

Výborně. Dík za promptní a přesná data a jasnou námitku.
Jistě znáte fotonásobič.
Na dynodách se vyrážením množí elektrony podobně jako králíci v Austrálii.
Pochopitelně, jen pokud k povyražení se mají patřičný přebytek energie nutný k úspěšnému vyražení.
Přiletí-li 1 elektron 150 k(e)V, teoreticky by mohl svést (do spotřebiče) až 149999 + 1 elektronů nedomrlých, 1 voltových.
Cosi tam počítám s max. cca 30% účinností vyvolání tohoto proudění přes P-N přechod v beta voltaice pouze chaotickými a drsnými bouračkami s přiletivším až cca 156,5 keV elektronem beta záření.
Zařízení lze tedy považovat za měnič(snižovač) napětí z cca 150 kV na cca 1 V. Pochopitelně s přijatelnou (30, ale i třeba jen 6%) účinností, stále krásnou při tak vysokém převodu. Tudíž to je násobič proudu (elektronový násobič, (proudový zesilovač) a pochopitelně též útlumový článek.
Proč není v síti 150 kV?

Odpovědět


Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Josef Hrncirik,2016-12-08 08:10:04

To byl jen pokus o tvorbu přijatelného náhradního zapojení.
Pochopitelně, že vůbec netuším, co tam v různých pásmech ty elektrony s dírami tropí, ani jak funguje PV panel.
Zařízení ale nemůže porušit zákon zachování energie a když má mít rozumnou či deklarovanou účinnost a napětí ?psali i 0,5V pro diamant! musí se nutně chovat jak počítám.
Pravděpodobně počítám dobře, jinak by to už fyzikové dávno věcně zkritizovali.
Pochopitelně, že si z přehnaných nadějí (lehce kontrolovatelných, dělám škodolibou legraci. Já to ale nevyprovokoval (nezačal).

Odpovědět


Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Stanislav Florian,2016-12-08 10:42:16

Píšete :" Přiletí-li 1 elektron 150 k(e)V, teoreticky by mohl svést (do spotřebiče) až 149999 + 1 elektronů nedomrlých, 1 voltových...drsnými

bouračkami s přiletivším až cca 156,5 keV elektronem beta záření. Zařízení lze tedy považovat za měnič(snižovač) napětí z cca 150 kV na cca 1 V."
To už objevil Jára Cimrman.
Platí U= W/Q ( Práce / nábojem). Jeden elektron beta záření 14 C nese energii 156 476 eV = 2,5E-14 J, to formálně při náboji elektronu 1,6E-19 C

odpovídá 156 476 V. Co z toho plyne nevím. Energie záření se přeměňuje při průchodu látkou pochopitelně hlavně na teplo. Diamant těžko bude působit jako fotonásobič.
Energie článku diamant- 14C je známa 15 J/den/ 1 gram 14C.
Energie, kterou nese rozpad 14 C je známa : 1 g 14C obsahuje 4,3E+22 atomů, za poločas se rozpadne polovina, každý rozpad nese 2,5E-14 J, to je 2,15E+22*2,5E-14 = 5,39E+08 J za poločas rozpadu.

Poločas rozpadu ( 5730 let =5730*365 dní =2 091 450 dní) , kdy se rozpadne polovina atomů.
Teoretická účinnost tedy je 5,38E+08 J/2 091 450 dní =258 J/den.
Skutečnost elektrické energie je 15 J/den , tedy 15/258 = 5,82 %.

Odpovědět


Re: Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Josef Hrncirik,2016-12-08 11:26:26

Výsledek je výborný po všech stránkách.
Možná z toho plyne, že baterie nedodává elektrony pod nepraktickým napětím 9107 V.
Pokud ale odpovídající výkon z účinnosti 5,82% dodává pod napětím 1 V, tak je tam buď měnič napětí, nebo lavinový (proud zesilující) děj, nebo kombinace obojího; pochopitelně vždy navíc se ztrátou energie (tj. napětí na spotřebiči či do spotřebiče protlačeného náboje).
Cimmrman má triviální účinnost 1/156476 = 0,000000063908%.
Naprosto s Vámi (Járou) souhlasím.
Podcenil jsem přesnou práci s jednotkami, znaménky a zaokrouhlovacími chybami.

Odpovědět


Re: Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Petr Nejedlý,2016-12-08 16:51:33

"odpovídá 156 476 V. Co z toho plyne nevím"
Plyne z toho, že by milý elektron dokázal proletět drahou proti gradientu elektrického pole -156kV. Víc už ne.

Čili že kdyby například vylétal z vnitřní elektrody kulového kondenzátoru a vnější elektroda by byla nabita na -150kV, stále by na ní doletěl (patřičně po cestě zbržděn, takže už by ji tolik neublížil) a donesl jeden elementární náboj. Téměř 100% z té své _energie_ 156keV by tak odevzdal mírnému vzestupu potenciálu mezi elektrodami. Měli bychom tedy beta zdroj nepraktických 150kV s vysokou účinností (za netriviálního předpokladu, že ty rychlé elektrony dostaneme ven ze středové kulové elektrody dříve, než se srážkami příliš zpomalí).

Nicméně zde předkládaná diamantová baterie naopak využívá srážek, kdy jeden primární rychlý elektron mnoha srážkami vytváří, k konečném důsledku, v polovodiči (deseti)tisíce sekundárních párů díra-elektron. Máme tomu říkat elektron-násobič? Pro uváděné parametry (0.5V, 6%) by jeden primární elektron musel z mřížky vyrazit přes 18000 sekundárních, a na to nemá přímý mechanismus. Takže se přikláním k lavinovému ději.

Odpovědět


Re: Re: Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Stanislav Florian,2016-12-08 19:28:42

Nerad bych okamuroval, spíše mě Vaše úvahy přivedly k vyhledání dalších informací, ze kterých nejsem o moc moudřejší.
Heslo Wikipedie diamant
" (má) nejvyšší tepelnou vodivost ze všech látek vůbec. Relativní permitivita εr je 5,5. Nevede elektřinu. Diamanty s příměsí určitých nečistot mohou mít vlastnosti polovodičů."
Článek :" Syntetickým diamantům, vyrobeným běžným postupem, zabudovali jejich vlastní zdroj radioaktivního záření. S kolegy očividně nemají tak zmrtvující strach z radioaktivity a přidali do diamantů nikl-63. "
Komentář : 63 Ni je zdrojem záření beta mínus o energii 0,0659 MeV, to je asi 2,4 x méně, než 14 C, který má energii 0,156476 MeV.
Chápal bych, že nikl nějakým způsobem sbírá elektrony vzniklé při záření beta mínus. Diamant vede teplo nejlíp, ale elektřinu vůbec. Diamant je přímo vzorem kovalentní vazby, kde dochází ke sdílení vazebných elektronových párů, elektrony jsou vázány a nejsou pohyblivé jako u kovů.
Co tedy může odvádět elektrony ( elektrický proud je tok elektronů) z slisované směsi syntetických diamantů a 14C ?
a) Samotný 14 C ve formě grafitu, článek i píše, že 14 C se získává z grafitových moderátorů jaderných rektorů. Grafit je dobrý elektrický vodič, čili by mohl převádět elektrony.
b) Dopování diamantu příměsemi, kdy vznikají látky blízké polovodičům.
Článek říká : " Podle Foxe si jen těžko lze představit, co by chránilo před zářením uhlíku-14 lépe, než diamant." Z čehož by mohlo plynout, že diamant nejlépe pohlcuje beta záření, což by ho mělo zahřát.
c) Termočlánek typu wolfram -uhlík má napětí 1,5 V
http://www.umel.feec.vutbr.cz/~adamek/uceb/DATA/s_8_2.htm
Účinnost termočlánku
http://hawelson.blog.cz/0911/vyuziti-pelierovych-termoclanku-jako-zdroje-elektricke-energie-z-odpadniho-tepla
"V dnešní době mají komerčně dostupné Peltierovy termočlánky typu TEG účinnost 5-15% přeměny tepla na energii"

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Petr Nejedlý,2016-12-09 08:46:35

Tak článek na http://www.electronicsweekly.com/news/research-news/diamond-nuclear-battery-generate-100%CE%BCw-5000-years-2016-12/
říká: "Average fast electron energy is 50keV, and the β particles create successive electron hole pairs due to inelastic impacts with other carbon atoms, generating a cascade of lower energy electrons that are collected at a metal contact on the diamond."
A také další informace přímo srovnávající diamantový "polovodič" s 2v fotovoltaickým článkem.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Josef Hrncirik,2016-12-09 22:16:35

V článku udávají sice 2 V ale stejný výkon, j. nakonec i energii a tak to nic důležitého nemění.
V článku se provalilo, proč o bateriích ze zahuštěného 14C vůbec uvažují.
Mají 50000 m3 ozářeného grafitu. Cena za uložení m3 je 46000 liber
Pokud by z něj odstranili cca 100 kg 14 C, za uložení m3 je jen 3000 liber.
Přesto neočekávají zisk.
Emitované beta záření má v diamantu a podobně i v Si či Al polovrstvu cca 15 um.
Vrstva polovodiče by ho měla zeslabit alespoň na polovinu, aby dvojice e- ; h+ vznikaly především v ní a navíc nestačily rekombinovat. Silně dopovaný (B, P, N) diamant vodí dobře. 1 um Al nestíní příliš.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Konec Poplach. Začátek potlachu.

Josef Hrncirik,2016-12-10 22:00:57

V materiálech IAEA převážně uvažují jen pohřbení grafitu s běžným cca 1ppm 14C.
14C v něm vzniká převážně ?3/4 z 14N; 1/4 z 13C.
Pokud se spálí cca 10%C přejde prý do spalin cca 95% 14C.
O další separaci se neuvažuje.

Odpovědět

Proxima Centauri

Tomáš Habala,2016-12-05 07:26:44

S tým by sa dalo letieť na Proximu Centauri. Nejakých 1000 rokov.

Odpovědět


Re: Proxima Centauri

Josef Hrncirik,2016-12-05 09:25:42

I samotná baterie by tam letěla minimálně cca 4 Ty.
Beta voltaics či Physics Today dí:
Power density 0,1 W/kg;
Někde jsem viděl 24 W/kg při použití 3T s účinností 25%.
3T vydá zář 1 Ci za 3,5 dolaru
1 kg čerstvě upečeného T3 žižlá 1180 W
Madame Ci z 3H při 100% dá 0,12 mW/Ci
Na 1 W při 100% potřebují 29 000 dolarů.
24 W pak přijde při 25% na pouhých 2,8 Mdolarů.
Při rozpadu 1 kg 3T se uvolní 630 GJ
Při momentálně běžném 0,1 W/kg tj. 0,3g 3T/kg tj. 833 Ci/kg pak v 1 kg baterie je potenciálně až 189 MJ, reálně čtvrtina 47 MJ.
Tomu odpovídá max rychlost splašené baterie 10 km/s.
Jak lvové bijem o mříže, jak lvové s Zemí spjatí.
Možná je tam skutečně 240* více energie, pak to poletí přímo 15x rychleji.
Amen.

Odpovědět

Nepodceňujte elektroniku

Jiří Gutman,2016-12-04 23:59:29

Čidla, která mi leží na stole pracují s 90uW. A když si vezmete jen samotný microkontroler, dostanete se pod 10uW příkonu.
Nicméně, počítám, že už nyní sepisují České matky a další aktivisti petici, která požaduje zákaz dalšího vývoje.

Odpovědět


Re: Nepodceňujte elektroniku

Petr Kr,2016-12-05 07:14:57

České matky po skončení štědrých dotací už vymřely. Teď to vzali do rukou otcové a temelínští taťkové uvažují logicky.

Odpovědět


Re: Re: Nepodceňujte elektroniku

Frantisek Kroupa,2016-12-05 17:35:03

Kéž byste měl pravdu. Já jen že se dívám, jak ty parazitující "nevládní" a "neziskové" organizace vyspěly a zorganizovaly se.

Odpovědět

Separacia C14

Marek Hoger,2016-12-04 23:21:24

Zaujímalo by ma, či plánujú tie diamanty vyrábať priamo z toho použitého grafitu, alebo chcú C14 najskôr separovať. Neviem si totiž celkom predstaviť nakoľko je náročná separácia C14 od C12, predpokladám ale že to asi nie je zrovna jednoduchý proces, podobne ako obohacovanie uránu či získavanie ťažkej vody.

Odpovědět


Re: Separacia C14

Štefan Ürge,2016-12-05 10:20:50

Pravdepodobne jednoducho ožiariť priemyselne vyrobené diamanty, priložením rádioaktívneho materiálu, a zabalením do skla, ktoré pohltí žiarenie.

Odpovědět


Re: Separacia C14

Josef Hrncirik,2016-12-05 10:21:24

Plánují v rozumném předstihu cca 130 let.
Z cca 24 reaktorů Magnox moderovaných grafitem jsou odstavené cca 2. Celkově v nich mají cca 100 kt ozářeného grafitu a v něm prý cca 70 kg 14C. Asi ho už nestihnou mít více než 100 kg. 1 g 14C pípá 5,3 Ci.
V grafitu prý vzniká cca 7300 Ci 14C z vyhoření 1 GWroku. Po roce od odstavení to prý žižlá cca 10 mSv/h, za 130 let to bude jen cca 1 uSv/h a půjde to prý rozebrat bez robotů za pouhou výplatu.
Tvrdí, že 14C je hlavně v povrchu grafitu. Nejspíše ho míní povrchově zoxidovat na CO či spíše CO2 a ten izotopicky obohatit (smůla, že bude ve zbytku), vše se tedy musí mnohokrát točit dokola při jen velmi malém obohacení z jednoho stupně. Potom z 14CO2 hydrogenací vyrobí 14CH4 a z něj pomocí CVD napařováním na wafery napaří cca 100000 karátů 14C diamantu podobného uhlíkového povlaku prokládaných nejspíše 12C (či SiC, či Si) povlaky polovodičových struktur vlastně beta fotopanelu. Těší se na teoretickou účinnost až 30% elektrických.
Ani diamant prý nemůže dát(z cyklotronu) víc než 10 W/dm2.
Výroby mají kulminovat o půlnoci, když rostliny jen spokojeně oddechují.

Odpovědět


Re: Re: Separacia C14

Josef Hrncirik,2016-12-05 11:29:35

Svou trestuhodnou nečinností se připravují o ztrátu zisku z nevyužitých 150 Wel z baterií připravitelných ze 100 kg 14C, zatímco by jimi šlo životu nebezpečně ozařovat cca 1 osobu/s .

Odpovědět


Re: Re: Separacia C14

Josef Hrncirik,2016-12-05 12:07:21

A pracuje jen konopí.

Odpovědět


Re: Re: Re: Separacia C14

Hh Hh,2016-12-06 16:48:38

Sakra dobrej model!!!

Odpovědět

Princip by nebyl ?

Jaroslav Lepka,2016-12-04 20:19:43

Nějak se mi nezdá, že reakce uhlíku s uhlíkem vyprodukuje mlno.

Odpovědět


Re: Princip by nebyl ?

Petr Kr,2016-12-04 21:48:51

Chemická reakce vs. jaderný rozpad.
Je potřeba rozlišovat, že při jaderné reakci je uhlíku C14 úplně jedno, s kým sousedí, jaká je teplota i jestli se na něj někdo dívá. Prostě se jeho jádro mění, jeden neutron se rozpadá tak, že emituje elektron a mění se na proton. Tak vzniká nový prvek.

Odpovědět


Re: Re: Princip by nebyl ?

Tomáš Habala,2016-12-05 07:22:41

Jesti se na nej někto díva, jádro se nerozpadne. To je ověřeno experimentálně.

Odpovědět


Re: Re: Re: Princip by nebyl ?

Jiří Svejkovský,2016-12-05 09:39:17

Jestli se na něj někdo dívá, tak se rozpadne nebo nerozpadne. A když se nedívá, tak se rozpadne i nerozpadne. Kočky ví ...

Odpovědět

15 joule / den?

Milan Krnic,2016-12-04 20:11:50

Na první pohled to vypadá bombasticky! 15 joulů energie za den je skutečně méně, než dává běžná tužková AA baterie ... naštěstí pro nás jen o trošku...uuuuuuu :)

Odpovědět


Re: 15 joule / den?

Gordon Freeman,2016-12-04 23:03:39

To je výkon přibližně 0.17 mW na gram. A to je zatím sakra málo i pro mikroelektroniku.

Odpovědět


Re: Re: 15 joule / den?

Stanislav Florian,2016-12-05 00:07:10

http://www.baterie-clanky.cz/baterie/velikost/aa/
AA tužkové baterie mají různou kapacitu 1000 - 3000 mAh. Řekněme alkalická 2700 mAh = 2,7Ah= 0,1125[A]*24[h] = 0,1125 A po dobu 24 hodin, den má 86 400 sekund. Napětí je 1,5 V. Maximální práce tedy je
W= U*I*t =1,5*0,1125*86400 =14 580 J při hmotnosti 23 g, tedy při vybití za 1 den bude dávat maximálně 634 J/g.
I kdybychom vzhledem k poklesu napětí počítali jen např. 500 J na gram je to s baterií diamant-14C a jejím 15 J na den nesrovnatelné.
Závěr : ve vesmíru asi dobré. Baterie myslím se zdrojem s plutoniem jsou na Marsu. Na Zemi ale nic moc, taková hodně vytrvalá svatojánská muška a její světélkování ( má látku luciferin).

Odpovědět


Re: Re: Re: 15 joule / den?

Petr Kr,2016-12-05 07:12:29

Těch 15J se mi taky zdálo málo. Ale to co jste spočítal je za 24h. Tedy, pokud tu tužkovku budete provozovat měsíc, jste na 15J a končíte. Pokud to bude "diamantová" baterie, vyrovná se tomu a pokračuje dalších 10.000 měsíců. Tedy na Zemi i na Marsu "věčné" světlo - tedy vynikající.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: 15 joule / den?

Milan Krnic,2016-12-05 07:46:13

Předně to, pravděpodobně záměrně, podivně formulují. Práce za den. To mi ve finále nic neřekne o tom, jaký dává (stabilní) výkon za sekundu. Přepočet neznamená, že to tak v reálu je. Stoboskop :)

Odpovědět


Re: Re: Re: 15 joule / den?

Josef Hrncirik,2016-12-05 11:33:45

Ano.
Nebude to ani neselhávající baterie do neselhávající pomůcky.

Odpovědět


Re: Re: 15 joule / den?

Petr Petr,2016-12-05 08:32:44

Je to prostě málo (ale na něco se to hodit může). Těžko z toho budou zmiňované autonomní drony. Při výkonu cca 0,1W/kg. Drony mají řádově tak 100W/kg.

Odpovědět


Re: Re: 15 joule / den?

Jan Novák9,2016-12-06 13:19:52

Muj budik potrebuje jednu tuzkovku tak jednou za dva roky. Na ten by to rozhodne stacilo.

Odpovědět


Re: Re: Re: 15 joule / den?

Josef Hrncirik,2016-12-06 16:19:29

Vašemu budíku stačí mikro aku a 6 mm2 PV venku, nebo cca 6 cm2 v ložnici.
U Pluta by venku potřeboval 1,5 dm2.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace