Ядерна батарея
Я́дерна батаре́я, також: атомна батарея, радіонуклідна батарея — назви, які використовуються для опису пристрою, який використовує енергію розпаду радіоактивного ізотопу для вироблення електроенергії. Працює за рахунок енергії розпаду радіоактивних елементів (наприклад, 90Sr, 137Cs, 238Pu, прометій-147) і принципово відрізняється від ядерного реактора тим, що використовується не ланцюгова реакція, а енергія природного (повільного) розпаду радіоактивних ізотопів.
Потужність — від часток вата до декількох сотень ват. Автономне джерело електроенергії тривалої дії, що не потребує обслуговування, для космічних апаратів, переносної апаратури, автономних пристроїв.
Батареї поділяють на два типи:
- термічні перетворювачі (зокрема термоелектричні та термоіонічні генератори)
- нетермічні перетворювачі (п'єзоелектричні, оптоелектричні, прямого заряду тощо)[1]
Практичного розповсюдження набули після появи ядерних реакторів, із відпрацьованого ядерного палива яких і видобувають необхідні радіоактивні ізотопи.
Переваги
- надзвичайно велика ємність (на одиницю ваги або обсягу) — у тисячі чи у сотні тисяч разів більша порівняно з хімічними елементами, такими як акумулятори, паливні елементи тощо
- невеликі розміри
- тривалий час роботи (від кількох місяців до десятків років)
- не потребують обслуговування
Недоліки
- нерегульованість (не можна призупинити чи прискорити виділення енергії, можна лише розсіяти непотрібну енергію)
- необхідність захисту від радіоактивного випромінювання
- складність утилізації після завершення використання[2]
Застосування
Застосовують здебільшого там, де потрібно забезпечити тривалу автономну роботу. Основні галузі:
- космічні апарати (штучні супутники, міжпланетні станції, зонди, посадочні апарати). Зокрема, ядерні батареї забезпечували електроенергією (іноді — разом із сонячними батареями) космічні апарати Місяцехід (дослідження Місяця), Вікінг (дослідження Марса), Піонер (дослідження навколоземного та навколомісячного простору), Вояджер (дослідження далеких планет, далекого космосу), Кассіні-Гюйгенс (дослідження Сатурна).
- глибоководні прилади та станції
- важкодоступні місця (Арктика, Антарктика, відкритий океан, гірська місцевість). Зокрема ядерні батареї застосовують на маяках, бакенах тощо.