핵전지는 허용되나요?

이제 모바일 인터넷이 심화되면서 휴대전화는 사람들의 손에 꼭 쥐는 필수 전자제품이 되었지만, 지금 가장 문제가 되는 것은 휴대전화의 배터리 수명입니다. 많은 네티즌들에게 골칫거리가 되고 있는 오늘날의 휴대폰은 기본적으로 하루에 한 번씩 충전하는 것이 매우 번거롭다.

이는 앞서 언급한 마이크로 핵전지를 연상케 한다. 이 개념은 1999년 과학자들이 제안한 것으로 새로운 개념은 아니다. 이런 종류의 배터리의 작동 원리는 실제로 의미가 있지만 원자력과 관련되어 있기 때문에 많은 사람들이 이 배터리가 나온다고 해도 안전할지 안전하지 않을지 걱정합니다. 이 배터리는 원자력발전소에서 핵분열로 생성되는 전기에너지와는 다르다. 소위 마이크로 핵전지는 실제로 핵분열을 전기 에너지로 변환하는 원리를 이용하는 것이 아니라 방사성 동위원소의 붕괴를 이용하여 에너지를 생성하는 것입니다.

본 네티즌이 언급한 20년 수명의 핵전지는 앞서 외신이 언급한 민간용 삼중수소 전지여야 한다. 전기를 생산하는 원리는 열 변환이 전혀 필요하지 않기 때문이다. 이 배터리에 사용되는 이른바 '핵원료'는 수소의 동위원소인 삼중수소다. 그 핵은 양성자 1개와 중성자 2개로 구성돼 있어 초중수소라고도 불린다.

이것은 베타 붕괴를 거쳐 고속으로 움직이는 전자, 즉 베타선을 방출하는 동시에 헬륨 3으로 변환되는 방사성 물질입니다. 이런 종류의 배터리는 삼중수소가 붕괴하면서 생성된 베타선을 직접 이용하여 이러한 고속 전자를 반도체에 쏘아 약한 전류를 발생시킵니다.

구체적인 원리로 보면, 삼중수소의 베타붕괴 시 핵 속의 중성자가 양성자로 전환됨과 동시에 베타입자인 전자가 방출된다. 삼중수소에서 방출된 고에너지 전자빔은 p-n 접합의 유효면적을 통과한 후 포획층으로 들어가게 되며, 반도체 물질 내부의 전자는 베타 입자에 의해 여기되어 내장된 전기장의 작용으로 전자와 정공이 p-n 접합의 양쪽 끝으로 분리되어 거시적인 전압을 형성합니다. pn 접합의 두 부분 사이에 루프가 형성되면 전류가 생성됩니다.

이 메커니즘은 광기전 효과와 유사하기 때문에 베타붕괴를 에너지원으로 사용하는 핵전지를 베타기전전지라고도 부른다. 동시에 삼중수소의 반감기가 12.43년으로 길어 오랫동안 전력을 공급할 수 있다. 그러나 생성되는 전류는 크지 않으며, 내장 의료 장비의 전원 공급 장치는 물론 군사용 또는 우주용과 같이 낮은 전력 소비를 요구하지만 장기간 무정전 전원 공급이 필요한 응용 분야에만 적합합니다. 응용 프로그램.

대량생산이 불가능한 이유는 무엇일까요?

그렇다면 실현 가능한 핵전지는 왜 아직 양산되지 않는 걸까요?

1. 우선 안전이라는 측면에서 '원전 폭발', '핵폭탄은 인류를 멸망시킨다', '원전 누출은 새로운 것을 만든다' 등 많은 뉴스에서 볼 수 있었던 '핵'이라는 단어는 이제 누구에게나 낯설지 않습니다. '괴물', '원전'은 위험과 동의어인 것 같고, 원전 근처 주민들은 '원전'을 말하면 화를 내기까지 할 것 같다.

원자력의 민간 이용이 매우 느린 것은 바로 사람들의 원자력에 대한 무의식적 두려움 때문이다. 따라서 비록 실험실에서 핵전지 개발이 이루어졌다고 해도 과학자들은 여전히 ​​​​기술을 개발해야 한다. 장기간의 안전성 평가가 실시될 것이며, 사람들의 의심을 불식시키기 위해서는 더 오랜 기간의 홍보가 필요할 것입니다. 안전성 평가가 없으면 양산하더라도 누구도 감히 사용하지 못할 것이다. 재미있는 농담을 인용하자면: "일반 배터리는 뜨겁습니다. 전력이 부족할 것입니다. 핵 배터리는 뜨겁습니다. 터질 것입니다!"

둘째, 안전이 중요합니다. 핵전지가 휴대전화에 적용되길 원하는 것은 현재의 핵전지가 핵분열을 피하고 방사성 동위원소의 핵 붕괴를 이용해 위험을 줄인다 하더라도 휴대전화와 같은 장치에는 크기 제한이 있다는 것을 우리는 알고 있습니다. 원자력이 방출하는 에너지는 제한된 공간에서만 방출될 수 있어 시간이 지남에 따라 변환되거나 방출될 수 없는 열이 발생하므로 배터리가 파열되거나 폭발할 위험이 높습니다.

3. 또한, 방사선 종류, 방사선 안전성, 에너지 등을 기준으로 현재 자연계에 검증된 방사성 동위원소나 인공 방사성 동위원소가 많지만 동위원소의 선정에 있어서는 여전히 안전성 때문이다. 안정성, 반감기 비용, 가격 등을 고려할 때 과학자들은 아직 만족스러운 물질을 찾지 못했습니다. 소위 삼중수소는 전환 요소로 간주될 수 있습니다.

4. 마지막으로 편집자가 하고 싶은 말은 배터리를 보지 말라는 것.. 20년 동안 사용할 수 있는 이 핵 배터리는 정말 20년 동안 사용할 수 있을까? 너무 낭비가 아닌가?