除了夏国和漂亮国,全世界没有几个国家撑得起这样的消耗!
而这,就是江离为什么说现今核电池研究走偏了的真正原因。
在他看来。
相比于吃力不讨好的α衰变,β衰变才是核电池较为理想的出路!
顾名思义,β衰变就是一个原子核释放出一个β粒子的衰变。
其实质是将一个下夸克通过释放一个W-玻色子转变为一个上夸克,W-玻色子随后衰变成一个电子和一个反电子中微子的过程。
相比于赌概率的α衰变,β衰变更容易控制,同时能量转化率也更高。
其原理是利用高能电子束穿过窗口通道进入捕获层,将半导体材料内部的粒子变成激发态,从而形成电子-空穴对,最后形成宏观电压,进行放电。
这个机制类似于光伏效应,所以也被称之为β伏特电池。
最重要的是,它便宜啊!
铀235:核裂变与核聚变的主要原料,黑市单克售价一万美金!
钚238:核电池α衰变的主要原料,单克售价上千万美金,而且被严格控制,掏钱你都买不到!
和它们相比,β衰变的原料就要‘亲民’很多。
像常见的C14、镍63等,都是世界上目前应用最广的低能β放射源,虽说价格也不便宜,但却还在可以接受的范围内。
其中,C14的衰变周期是5000年,镍63也有100年,均超过α衰变钚238的87年。
遗憾的是,C14因为其天然性质,发电效率实在是微乎其微,而镍63的也不容乐观,用它做成的核电池,功率只有1瓦左右。
是的,你没听错。
就目前的科研水平,β衰变核电池的功率,不到α衰变的百分之一!
而这,也是科学家放弃β衰变,死磕α衰变的根本原因!
我们也知道β衰变好,可臣妾实在是做不到啊!
比起虚无缥缈的β衰变,好像还是α衰变更现实一点。
“诶……”
江离忍不住叹了一口气。
看来他想要吹响第四次能源革命的号角,还任重而道远啊。
若想真正改变世界,光靠α衰变是远远不够的。
β衰变才是未来啊!
“那就以β衰变为方向吧!”
定好了目标,江离立即开始行动。
首先要做的,就是改变β衰变的能量转化方式,重新制定一个新的框架,彻底解决β衰变发电效率低的问题!
江离很清楚核电池研究的瓶颈。
一个是能量转化效率低,一个是辐射危害大。
和这两个世纪难题相比,他之前设计的数学模型,只能算是开胃菜罢了。
至于原料选择,则是需要好好考虑。
在元素周期表中共有118种元素,其中1-94号是天然元素,95-118号是人造元素。
这其中,84号到94号才具有较强的放射性,除了镀和铀等比较便宜,其他要么买不到,要么就是单克成千上万元。
至于95号到118号,这些玩意属于人造元素,超级超级贵,比如98号的锎,单克就需要上亿元,比钚还贵。
这么夸张的价格,就连绝大多数国家都承受不起,更别说推向全人类了。
做不到普及,那就意味着只能存在于少数国家的尖端领域,这和江离计划推动第四次能源革命的初衷背道而驰。
好在这些人造元素的半衰期都非常短,有的甚至不到1秒,不具备持续放电的能力,所以不在考虑范围之内。
从科学的角度讲,合适的衰变材料至少需要满足以下几个特点:
较长的衰变周期、需要有一定的功率密度,辐射要小,易于加工、成本低等。
而钚和铀都太贵了。
C14虽然拥有5000年的超长衰变周期,但本身的能量密度低的可怕,拿来做电池可谓是牙签涮水缸。
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