Vad är Betavoltaics?

Betavoltaics är ett sätt att få vanlig, bärbar elektricitet ur den organiska processen för radioaktivt förfall. Radioaktiva element ute i världen är alltid förfallna och släpper elektroner. Eftersom elektricitet bara är en ström av elektroner som reser i samma riktning har experter inom energiteknologi länge tittat på dessa element för att ge en effektiv, säker, långvarig, miljövänlig och liten alternativ till andra batterisystem som ger kraft.

Vi förstår alla den stabila modellen av en atom, med kärnan omgiven av ett moln av elektroner som kommer eller går. Men vissa typer av element, kallade radioaktiva isotoper, beter sig helt annorlunda över tiden. Dessa isotoper, såsom "tunga" väte eller molybden-100, går igenom en kontinuerlig process som kallas förfallande. Kärnan "förfaller", vilket resulterar i en mindre neutron och en proton till och släpper därmed en enda elektron åt gången. Dessa elektroner har en medium mängd energi, så de kallas betaPartiklar i motsats till lägre energi-alfapartiklar och mycket högenergi-gammastrålar (röntgenstrålar).

betavoltaisk teknik utnyttjar dessa vilda elektroner som en källa till elektrisk energi. En enhet som fungerar av betavoltaics måste innehålla en lämplig radioaktiv isotop såväl som en annan komponent som kallas en halvledare som hjälper till att dirigera de enskilda elektronerna till elektricitet. Även om betavoltaics har teoretiserats i årtionden, växer det nu i praktisk popularitet som ett sätt att producera mycket effektiva, mycket långvariga batterier smeknamnet "kärnkraft" -batterier.

Det finns flera utmaningar som möter utvecklarna av pålitliga betavoltaics. Till exempel är isotopen ibland att ta bort de flytande elektronerna, så de är inte längre fria att bli elektricitet. Detta kan lösas genom att utveckla speciella halvledare från kisel. För det andra kan isotopen reagera medHalvledare på ett ohjälpsamt sätt som gör det mindre effektivt. Förfallshastigheten kan också vara för långsam för att driva något stort, som ett rymdskepp.

Det är nästan lika viktigt att förklara vad betavoltaics inte är, i motsats till vad det är. Betavoltaics har inget att göra med hur kärnreaktorer producerar elektricitet i jättekraftverk. Kärnreaktorer måste tvinga massiva kärnreaktioner, som fission och fusion, att producera energi av mycket instabila element. Betavoltaics är emellertid inte en miniatyriserad version av ett kraftverk som kan passa in i ett batteri. Det är en helt annan teknik och bör inte förväxlas med faror eller mysterium för annan kärnkraft. Det finns förmodligen inget radioaktivt avfall och säkert inget hot om kärnkraftsmöte.