Атомні батарейки і радіоактивна підсвічування в годиннику на тритии

Сьогодні енергія радіоактивного розпаду використовується не тільки в ядерному зброю і атомних електростанціях, але може застосовуватися і в дрібних побутових пристроях. Цілком можливо, що такий пристрій працює поряд з Вами!

Американська компанія City Labs випускає і продає батарейки NanoTritium ™. Джерелом енергії в цих батарейках служить розпад тритію (Надважкого водню). Батарейка продається в корпусі мікросхеми (див. Фото), її вартість становить понад 1 000 $. Одна така батарейка здатна видавати напругу 2,4 В з силою струму 50-300 нА протягом 20 років.

Ще більшого поширення набула тритієва підсвічування :

Сяючі елементи годин (з фото) є не що інше, як мініатюрні герметичні колби, заповнені газом тритію. Стінки колб покриті зсередини тонким шаром люмінофора. Принцип роботи світильників разюча простий. Електрони, що випускаються тритієм при бета-розпаді, соударяются з люмінофором, поглинаються їм, і змушують його світиться:

Довжина балона - 1,3 мм, а діаметр - 0.55 мм. Термін служби даної підсвічування становить не менше 20 років.

Тритій - радіоактивний ізотоп водню. Ядро тритію складається з протона і двох нейтронів. При розпаді він перетворюється в 3He з випусканням електрона (бета-розпад). період напіврозпаду - 12,32 року. Середня енергія випускаються електронів дуже мала - 6,5 кеВ, а максимальна - 18,59 кеВ.

Дане випромінювання повністю зупиняється такими перешкодами, як одяг аркушик паперу, або навіть шкіра людини. Очевидно, що в герметичній упаковці тритій нешкідливий для людини. Однак, пари тритію все ж представляють якусь радіаційну небезпеку. Втім, в описаних пристроях його настільки мало, що для них ця проблема не актуальна. Так, один кубічний мілілітр тритієвого газу в колбі має активністю близько 94 ГБК (2.54 Кі)

Вартість виробництва одного грама тритію обходиться в 30 000 $.

1. Чому тритієві джерела струму і світла не отримали повсюдне застосування?
2. Яка середня енергія випускаються, при розпаді тритію, електронів? Відповідь дайте у Джоулях.
3. З якою максимальною швидкістю вилітають електрони при розпаді тритію?
4. Звідки вилітає електрон при розпаді тритію?
5. Напишіть ядерну ланцюжок розпаду тритію.
6. Як зміниться сила струму у батарейки NanoTritium ™ через 12 років.
7. Скільки має пройти років, перш ніж яскравість тритієвого джерела світла складе 25% від початкового значення?
8. Складне. Скільки атомів тритію міститься в описаних світяться колбах?

1. Яку максимальну потужність можна отримати від батарейки NanoTritium ™?
2. Чому батарейку NanoTritium не вийде використовувати в ліхтарику, або мобільному телефоні?
3. Яка кількість електричної енергії можна отримати від описаної батарейки за весь термін експлуатації? Середню силу струму вважайте рівною 200 нА.
4. Порівняйте отримане з завдання 3 значення з енергією цього акумулятора від цифрового фотоапарата:
5. На скільки градусів Кельвіна здатна нагріти батарейка NanoTritium один грам води за 20 років. Середню силу струму вважайте рівною 200 нА.