Was ist Betavoltaics?
Betavoltaics ist ein Weg, um gewöhnlichen, tragbaren Strom aus dem organischen Prozess des radioaktiven Zerfalls zu gewinnen. Radioaktive Elemente auf der Welt zerfallen ständig und setzen Elektronen frei. Da Elektrizität nur ein Strom von Elektronen ist, die in die gleiche Richtung wandern, haben sich Experten der Energietechnik lange Zeit mit diesen Elementen befasst, um eine effiziente, sichere, langlebige, umweltfreundliche und winzige Alternative zu anderen Batteriesystemen zu bieten, die Strom liefern.
Wir alle verstehen das stabile Modell eines Atoms, dessen Kern von einer Elektronenwolke umgeben ist, die kommen oder gehen kann. Bestimmte Arten von Elementen, die als radioaktive Isotope bezeichnet werden, verhalten sich jedoch im Laufe der Zeit ganz anders. Diese Isotope, wie "schwerer" Wasserstoff oder Molybdän-100, durchlaufen einen kontinuierlichen Prozess, der als Zerfall bezeichnet wird. Der Kern "zerfällt", was zu einem Neutron weniger und einem Proton mehr führt, wodurch jeweils ein einzelnes Elektron freigesetzt wird. Diese Elektronen haben eine mittlere Energiemenge und werden daher Beta-Teilchen genannt, im Gegensatz zu niederenergetischen Alpha-Teilchen und sehr energiereichen Gammastrahlen (Röntgenstrahlen).
Die Betavoltaic-Technologie nutzt diese Streuelektronen als elektrische Energiequelle. Eine Einheit, die mit Betavoltaik arbeitet, muss ein geeignetes radioaktives Isotop sowie eine andere Komponente enthalten, die als Halbleiter bezeichnet wird und dabei hilft, die einzelnen Elektronen in Elektrizität umzuwandeln. Obwohl Betavoltaik seit Jahrzehnten theoretisiert wird, gewinnt es in der Praxis zunehmend an Beliebtheit, um sehr effiziente und langlebige Batterien mit dem Spitznamen "Nuklearbatterien" herzustellen.
Es gibt verschiedene Herausforderungen für die Entwickler zuverlässiger Betavoltaik. Zum Beispiel absorbiert das Isotop diese schwebenden Elektronen manchmal wieder, so dass sie nicht mehr frei sind, um Elektrizität zu werden. Dies könnte durch die Entwicklung spezieller Halbleiter aus Silizium gelöst werden. Zweitens kann das Isotop auf eine nicht hilfreiche Weise mit dem Halbleiter reagieren, die es weniger effizient macht. Außerdem kann die Abklingrate zu langsam sein, um etwas Großes wie ein Raumschiff anzutreiben.
Es ist fast genauso wichtig zu erklären, was Betavoltaik nicht ist, als was es ist. Betavoltaics hat nichts damit zu tun, wie Kernreaktoren in riesigen Kraftwerken Strom erzeugen. Kernreaktoren müssen massive Kernreaktionen wie Spaltung und Fusion erzwingen, um aus sehr instabilen Elementen Energie zu gewinnen. Betavoltaics ist jedoch keine miniaturisierte Version eines Kraftwerks, das in eine Batterie passt. Es ist eine völlig andere Technologie und sollte nicht mit den Gefahren oder dem Geheimnis anderer Kernenergie verwechselt werden. Es fallen wahrscheinlich keine radioaktiven Abfälle an und es droht auch keine Kernschmelze.