باتری هسته ای یا باتری اتمی و کاربردهای آن در صنعت

اصطلاحاتی از قبیلباتری اتمی،باتری هسته ای،باتری تریتیومیوژنراتور رادیوایزوتوپ، همگی برای توصیف یک دستگاه مشخص به کار می روند؛ دستگاهی که ازواپاشیایزوتوپ های رادیواکتیو برای تولید برق استفاده می کند. این سیستم ها همانند راکتورهای هسته ای از انرژی اتمی برق تولید می کنند؛ اما با همدیگر تفاوت هایی دارند و از واکنش زنجیره ای همانندی استفاده نمی کنند. باتری های اتمی در مقایسه با باتری های دیگر بسیار پرهزینه هستند؛ اما در کنار هزینه ی ساخت و نگه داری بالا نباید ازعمر طولانیوتراکم انرژی بالایباتری های اتمی به راحتی عبور کنیم. این ویژگی ها در واقع همان دلیلی است که آن ها را به عنوان یک منبع انرژی مناسب برای تجهیزاتی تبدیل می کند که باید برای مدت های طولانی به دور از نظارت و وارسی نزدیک باشند؛ از جمله ی این تجهیزات می توانیم بهفضاپیماها،ضربان سازهای قلب،سیستم های زیر آبوایستگاه های علمی خودکاردر نقاط دورافتاده ی کره ی خاکی اشاره کنیم.

به تازگیخبریهم در مورد ساخت این نوع باتری برای نخستین بار در ایران منتشر شد.

فناوری باتری هسته ای در سال ۱۹۱۳ برای نخستین بار پا به عرصه گذاشت. در آن هنگام، دانشمندی به نامهنری موزی، نخستین سلول از این نوع را معرفی و تشریح کرد. این زمینه ی پژوهشی در سال های دهه های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی با تلاش دانشمندان برای ساخت باتری ها و منابع توان مورد نیاز برای کار در فضا، مورد توجه بسیاری قرار گرفت. در سال ۱۹۵۴، کمپانیRCAکه در زمینه ی تجهیزات الکتریکی فعالیت داشت، یک باتری کوچک اتمی را برای گیرنده های رادیویی کوچک و سمعک ها مورد بررسی قرار داد. از زمان شروع پژوهش و گسترش اولیه ی RCA در اوایل دهه ۱۹۵۰، انواع پرشماری از روش ها برای استخراج انرژی الکتریکی از منابع هسته ای طراحی شده اند. اصول علمی مرتبط با موضوع به خوبی شناخته شده است؛ اما فناوری پیشرفته ی جدید در مقیاس نانو و همچنین ورود نیمه هادی های جدید مبتنی برنوار ممنوعه یگسترده، به ایجاد دستگاه های جدید و خواص جالبی در مواد منتهی شده اند؛ مواردی که پیش تر در دسترس نبودند.

باتری هایی که ازانرژی ناپیوسته ی رادیوایزوتوپبرای تأمین انرژی به مدت ۱۰ تا ۲۰ سال استفاده می کنند، در سطح بین المللی در حال توسعه هستند. تکنیک های موجود در تبدیل انرژی باتری های اتمی را می توان به دو نوع اصلی تقسیم کرد: روش هایحرارتیوغیر حرارتی. تبدیل کننده های حرارتی که توان خروجی آن ها تابعی از وجود اختلاف (دیفرانسیل) درجه ی حرارت است، شامل ژنراتور ترموالکتریک و ترموژنیک هستند. تبدیل کننده های غیر حرارتی هم که توان خروجی آن ها تابعی از اختلاف دما نیست، مقدار کمی از انرژی فرایند کلی را مصرف می کنند؛ زیرا در آن ها به جای به حرکت در آوردن الکترون ها در یک چرخه، انرژی یادشده به صورت گرمایی تحلیل می رود. باتری های اتمی معمولا دارای بازدهی یک دهم تا ۵ درصد هستند. راندمان انواع پربازده تر آن ها باعنوانبتولیتایکا۶ تا ۸ درصد است.