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¿Existe alguna tecnología nuclear fotovoltaica? ¿Dónde puedo encontrarlo?

¡Amigo, estás buscando una batería nuclear!

Las baterías nucleares, también conocidas como "baterías de isótopos radiactivos", se fabrican convirtiendo la energía térmica liberada continuamente por los isótopos y la energía térmica irradiada en energía eléctrica a través de transductores semiconductores. Las baterías nucleares se han utilizado con éxito como fuente de energía para naves espaciales, marcapasos y algunas aplicaciones militares especiales.

Índice

Introducción

Principios

Estructura de apariencia

Ventajas y desventajas

Desventajas

Tipo

Utiliza dispositivo de regulación de latidos cardíacos

Satélite

Monitores submarinos y estaciones repetidoras de cable submarino.

Apolo (nave espacial)

Desarrollo

Propósito

Introducción al accidente

Principios

Apariencia Estructura

Ventajas y desventajas

Desventajas

Tipo

Uso de un dispositivo de regulación de latidos

Satélite

Monitores submarinos y estaciones repetidoras de cables submarinos.

Apolo (nave espacial)

Desarrollo

Propósito

Introducción al despliegue de este accidente

En junio El 10 de septiembre de 2009, según el sitio web de la BBC, los investigadores desarrollaron con éxito una "batería nuclear" del tamaño de una moneda que genera electricidad a través de la desintegración de isótopos. Los resultados de la investigación se publicaron en el último número del "Journal of Applied Physics" y otras revistas científicas.

Principios para editar este párrafo

Se entiende que cuando los materiales radiactivos se desintegran, pueden liberar partículas cargadas que, si se usan correctamente, pueden producir corriente eléctrica. Los núcleos normalmente inestables (radiactivos) se desintegran y se vuelven más estables después de emitir partículas y energía. Las baterías nucleares se basan en el principio de que la energía se libera cuando el material radiactivo se desintegra. Las baterías nucleares se han utilizado antes en los campos militar o aeroespacial, pero tienden a ser más grandes. Batería nuclear pequeña

Una de las principales dificultades en la investigación y el desarrollo de baterías en el pasado era que, para mejorar el rendimiento, el tamaño de la batería era a menudo mayor que el producto en sí. Un equipo de investigación dirigido por Quan Zaiwan, profesor de ingeniería informática de la Universidad de Missouri en Estados Unidos, redujo con éxito la "batería nuclear" y desarrolló una "batería nuclear" de tamaño pequeño pero potente. La batería nuclear desarrollada por el profesor Quan Zaiwan es sólo un poco más grande que una moneda de 1 céntimo (1,95 cm de diámetro y 1,55 mm de espesor), pero su potencia es 10.000 veces mayor que la de las baterías químicas ordinarias. El equipo de investigación de la Universidad de Missouri dijo que el objetivo del desarrollo de pequeñas baterías nucleares es encontrar fuentes de energía adecuadas para sistemas microelectromecánicos o nanoelectromecánicos. Cómo encontrar dispositivos de fuente de energía que sean lo suficientemente pequeños para sistemas micronanoelectromecánicos es un tema candente en el campo de la investigación de microdispositivos. Otro atractivo de las baterías nucleares es que los isótopos que proporcionan la electricidad funcionan durante períodos de tiempo muy largos, tal vez incluso 5.000 años. Imagínese que en un futuro cercano, todo lo que necesita es una batería del tamaño de una moneda y su teléfono puede durar 5.000 años sin cargarse. El equipo de investigación dirigido por el profesor Quan Zaiwan también realizó la reforma de los chips de batería. La energía radiactiva emitida cuando se utiliza una batería nuclear puede dañar la estructura sólida del chip dentro de la batería, pero el uso de chips líquidos después de la carga minimiza este problema.

Edite la estructura de apariencia de este párrafo

Las baterías nucleares generales son similares en apariencia a las baterías secas comunes, ambas son cilíndricas. La fuente de isótopos radiactivos está sellada en el centro del cilindro y el transductor de iones térmicos o el transductor de termopar se coloca afuera. La capa exterior del transductor es una capa de protección contra la radiación y la capa más exterior es una carcasa cilíndrica de metal.

Ventajas y desventajas de editar este párrafo

Ventajas

La cantidad y velocidad de la energía liberada cuando una batería nuclear se desintegra no se ve afectada por la temperatura, las reacciones químicas , presión y presión en el ambiente externo La influencia de los campos electromagnéticos. Los isótopos alimentados por baterías nucleares funcionan durante períodos de tiempo muy largos, posiblemente incluso 5.000 años.

Desventajas

La contaminación radiactiva debe protegerse adecuadamente; y una vez instalada la batería, independientemente de si se usa o no, el rendimiento eléctrico disminuirá a medida que la fuente radiactiva decaiga.

Editar este tipo de párrafo

Las baterías nucleares se pueden dividir en dos tipos: tipo de alto voltaje y tipo de bajo voltaje.

Las baterías nucleares de alto voltaje están hechas de una sustancia que contiene una fuente de rayos beta (estroncio-90 o tritio), níquel rodeado por una fina capa de carbono y un vacío o medio sólido en el medio. La batería de prueba con tritio como fuente radiactiva tiene un diámetro de 9,5 mm y una longitud de 13,5 mm. La corriente es de 160 picoamperios a 500 voltios, que disminuye un 50% en 12 años (si se utiliza estroncio-90, disminuye un 50%). 50% en 25 años). Las baterías nucleares de bajo voltaje se pueden dividir en tres tipos: tipo termopila, tipo de ionización de gas y tipo fotoeléctrico de fluorescencia. El principio de una termopila es el mismo que el de un generador termoeléctrico que utiliza isótopos radiactivos como fuente de calor, por lo que también se le llama generador termoeléctrico de isótopos. Las baterías nucleares de ionización de gas utilizan fuentes radiactivas para ionizar el gas entre dos materiales de electrodos con diferentes funciones de trabajo y luego recolectan portadores en los dos polos para obtener energía eléctrica. Este tipo de batería tiene mayor potencia. Las células nucleares fotoeléctricas de fluorescencia utilizan la radiación generada por la desintegración de isótopos radiactivos para excitar sustancias fluorescentes para que emitan luz y luego utilizan paneles de conversión fotoeléctrica (paneles solares) para convertir la fluorescencia en energía eléctrica. Este tipo de batería es ineficiente.

Edite este párrafo para utilizar

Dispositivo de regulación de latidos del corazón

El combustible utilizado en la fuente de energía radioisotópica del corazón artificial es plutonio-238.

Satélites

Los satélites invitados a viajar al espacio tienen requisitos de energía muy estrictos, entre ellos ser livianos, de tamaño pequeño, capaces de soportar fuertes vibraciones y tener una larga vida útil. Por lo tanto, varias sondas extranjeras sobre Júpiter lanzadas a principios de la década de 1970 estaban equipadas con baterías nucleares de alto rendimiento hechas de óxido de plutonio y molibdeno. La sonda a Marte lanzada más tarde también estaba equipada con una batería nuclear similar. Satélites

Las células de radioisótopos también se instalan en los satélites meteorológicos. Este satélite meteorológico orbita la Tierra y se puede utilizar para tomar fotografías de nubes o examinar y estudiar la atmósfera y la topografía de la superficie de la Tierra. En el satélite Pioneer que explora Júpiter están instaladas cuatro células de radioisótopos de 30 vatios. En 1976, el barco satélite Viking aterrizó con éxito en la superficie de Marte. Se colocaron en el barco satélite dos baterías de radioisótopos de 35 vatios.

Monitores submarinos y estaciones repetidoras de cables submarinos.

En las profundidades del mar, las células solares son inútiles y otras, como las pilas de combustible y las baterías químicas, tienen una vida útil demasiado corta. Como resultado, las baterías nucleares se han utilizado como fuente de energía para monitores submarinos y estaciones de retransmisión de cables submarinos para monitorear las actividades y comunicaciones de los submarinos enemigos.

Apolo (nave espacial)

El 21 de julio de 1969 de 65438, el ser humano aterrizó con éxito en la luna por primera vez, utilizando la nave espacial Apolo 11. En la nave espacial Apolo 11 se instalaron dos dispositivos de radioisótopos con una potencia térmica de 15 vatios y el combustible utilizado fue plutonio-238. El dispositivo de radioisótopos del Apolo 11 se utilizó para calentar la nave espacial cuando permaneció en la superficie lunar durante la noche. En otras palabras, solo se utilizó como fuente de calor. Por lo tanto, el dispositivo también se llama dispositivo ALRH (Apollo Lunar Riheater), que significa el calentador de radioisótopos utilizado por Apolo en la luna. Sin embargo, en la posterior nave espacial Apolo lanzada para explorar la superficie lunar, se instalaron todos los dispositivos de radioisótopos para generar electricidad. Este es el dispositivo SNAP-27A. Utiliza plutonio-238 como combustible, tiene una potencia de diseño de 63,5 vatios, todo el dispositivo pesa 31 kilogramos y tiene una vida útil de un año. Principalmente para realizar una serie de experimentos científicos para la exploración lunar del Apolo. El dispositivo Snap-27a, la batería de radioisótopos instalada por primera vez en la nave espacial Apolo 12, tiene una vida útil que supera con creces el año considerado en el diseño y puede suministrar de forma continua más de 70 vatios de potencia, cumpliendo plenamente los requisitos de diseño esperados. Debido al éxito de este experimento, el dispositivo SNAP-27A se instaló en el Apolo 14 lanzado en 1970, así como en los posteriores Apolo 15, Apolo 16, Apolo 17 y otras naves espaciales.

Editar este párrafo Desarrollo

Aunque las pequeñas baterías nucleares se han utilizado en el campo aeroespacial durante mucho tiempo, rara vez se utilizan en la Tierra debido a limitaciones de tamaño. La mayoría de las baterías nucleares utilizan semiconductores de estado sólido para interceptar partículas cargadas. Debido a la altísima potencia de las partículas, los semiconductores pueden dañarse con el tiempo. Para que la batería dure mucho tiempo, las baterías nucleares se fabrican muy grandes. Pero con el desarrollo de la tecnología.

Junio ​​de 2009 5438 En octubre, un equipo de investigación de la Universidad de Missouri anunció que había desarrollado una "batería nuclear" en miniatura que tiene aproximadamente el tamaño de una moneda (diámetro 1,95 cm, espesor 1,55 mm) y tiene una vida útil 10.000 veces mayor. de baterías ordinarias.

Objetivo de la edición de este párrafo

Buscar fuentes de energía adecuadas para sistemas microelectromecánicos o sistemas nanoelectromecánicos.

Edite este incidente

Durante la Guerra Fría, el gobierno de Estados Unidos con frecuencia construyó detectores de plutonio Cassini que podían durar décadas.

A lo largo de los años, se han construido decenas de baterías nucleares para alimentar satélites, sondas planetarias y equipos de espionaje, pero también se han producido accidentes que han liberado materiales peligrosos que ponen en peligro al mundo entero. En 1964, un vehículo de lanzamiento de un satélite de navegación falló, lo que provocó que la batería nuclear de plutonio del satélite explotara y liberara materiales radiactivos esparcidos por todo el mundo, lo que atrajo la atención de la gente sobre la aplicación del plutonio. En 1965, un equipo de inteligencia estadounidense en el Himalaya perdió una unidad propulsada por plutonio utilizada para espiar a China durante una tormenta de nieve. En 1968, un satélite meteorológico desorbitado se estrelló en el Océano Pacífico. Afortunadamente, los investigadores federales encontraron una batería nuclear intacta en California. En 1997, cuando la NASA se preparaba para lanzar la sonda Cassini a Saturno, cientos de manifestantes protestaron, señalando que, en caso de accidente, la batería nuclear de la sonda tendría posibilidades de explotar y, en última instancia, matar a miles de personas por cáncer. Los expertos de las autoridades señalan ahora que las últimas baterías nucleares de plutonio pueden evitar la rotura y reducir las posibilidades de daño a los seres humanos a niveles muy bajos.

上篇: ¿Es la pimienta de Sichuan un pimiento picante? ..... 下篇: ¿Se puede curar completamente el síndrome nefrótico? 1. Tratamiento del síndrome nefrótico en la medicina occidental. Un método de tratamiento común de la medicina renal integral en la medicina occidental es el uso de hormonas, cuyo nombre completo es "glucocorticoides". Las personas normales son secretadas por la corteza suprarrenal. Los fármacos hormonales incluyen prednisona, prednisolona, ​​dexametasona, etc., que tienen efectos antiinflamatorios, antialérgicos e inmunosupresores. Para algunas enfermedades glomerulares primarias o secundarias, tiene el efecto de diuresis, reduciendo las proteínas urinarias y protegiendo la función renal. Por lo tanto, a menudo se usa clínicamente para la nefropatía patológica mínima, la nefritis proliferativa mesangial leve a moderada, la nefropatía membranosa temprana, la nefritis lúpica proliferativa, la nefritis progresiva aguda temprana, la nefritis lúpica activa y el síndrome nefrótico alérgico agudo causado por otros tipos patológicos. Para la insuficiencia renal crónica causada por proteinuria, síndrome nefrótico, hematuria simple, nefritis aguda y diversas nefritis, las hormonas no solo son ineficaces, sino que también tienen muchos efectos secundarios. Como obesidad inducida por medicamentos, "cara de luna", "espalda de búfalo", atrofia muscular de las extremidades, grietas en la piel, euforia, insomnio, fracturas causadas por osteoporosis, presión arterial alta, diabetes, úlceras sangrantes, perforaciones, heridas que no cicatrizan, niños Retraso del crecimiento, infecciones secundarias por inmunosupresión, tuberculosis, estafilococos, diversas bacterias gramnegativas, hongos, virus. Especialmente en pacientes con infecciones complicadas, la respuesta inflamatoria a menudo no es obvia, con fiebre baja y poco dolor, lo que hace que sea fácil pasar por alto el diagnóstico. El foco de la infección es difícil de localizar y se propaga fácilmente. Por lo tanto, estos medicamentos no deben usarse de manera casual. Asegúrese de seleccionar las indicaciones, evitar las contraindicaciones y utilizarlo con precaución basándose en una evaluación exhaustiva de los pros y los contras. 2. ¿Cómo podemos maximizar el papel de las hormonas? ¿Cómo podemos maximizar los efectos de las hormonas y reducir sus efectos secundarios? La dosis suficiente, la administración oral, el uso a larga distancia, cada dos días, la desaceleración y la integración de la medicina tradicional china y occidental son los principios básicos de la medicación. Tomemos como ejemplo la prednisona, la primera hormona clínica de elección. Generalmente, 40-60 mg (8-12 comprimidos) se considera una "cantidad suficiente". El "uso repentino" requiere tomar el medicamento después de levantarse cada mañana, para que la hormona pueda ejercer plenamente su eficacia sin inhibir la función de secreción hormonal. la propia corteza suprarrenal. Tome de 8 a 12 comprimidos de prednisona cada mañana. Después de un uso continuo durante 2 a 3 meses, la dosis debe reducirse gradualmente. "Largo plazo" y "liberación sostenida" significan que el tratamiento debe ser largo, la medicación debe reducirse lentamente y no debe suspenderse repentinamente para evitar un rebote de los síntomas. A menudo utilizamos el método de "reducir la medicación cada dos días" en la práctica clínica, y la práctica ha demostrado ser muy ventajosa. Por ejemplo, si comienza a tomar 50 mg (10 comprimidos) de prednisona todas las mañanas, seguirá tomando 50 mg (10 comprimidos) en días únicos, como el 1 de junio, el 3 de marzo y el 7 de mayo, cuando comience a reducir la dosis. , y reducir en 1 comprimido el 2 de febrero, 6 de abril, agosto, etc. , 45. Reducir 1 comprimido cada dos días y tomar 40 mg (8 comprimidos) por la mañana. Una semana después, sigo tomando 50 mg (65,438+00 comprimidos) en un solo día, y después de dos días, reduzco la dosis a 65,438+0 comprimidos y 35 mg (7 comprimidos) Tomo el medicamento por la mañana hasta la dosis. se reduce a ningún medicamento en dos días. Generalmente, la dosis diaria seguirá siendo reducida. Cuando se reduce a 20 mg (4 comprimidos) cada dos días, es decir, sin medicación durante dos días, y 20 mg (4 comprimidos) una vez por la mañana, la velocidad de disminución debe ser más lenta, porque es especialmente fácil recaer en este momento. tiempo, así que tenga cuidado al reducir la medicación nuevamente. Generalmente, puede tomar 4 comprimidos en días alternos durante más de medio año y luego reducir lentamente la dosis. Cuando se usa prednisona 10 mg (2 tabletas) en días alternos, puede continuar tomando el medicamento durante medio año o un año más antes de considerar suspenderlo por completo. La observación clínica muestra que este tipo de cuidado "cada dos días" y "desaceleración" puede reducir en gran medida la recurrencia de la enfermedad causada por una disminución demasiado rápida de los fármacos y puede evitar la atrofia de la corteza suprarrenal causada por fármacos hormonales que inhiben la función de secreción de la corteza suprarrenal. hormonas. 3. ¿Cómo utilizar la medicina tradicional china y occidental integrada? En cuanto a la integración de la medicina tradicional china y occidental, se refiere principalmente a la combinación de la medicina tradicional china y occidental para consolidar la eficacia de las hormonas y reducir los efectos secundarios de las hormonas. En general, el síndrome nefrótico presenta un edema severo. Cuando se activan las hormonas, la diferenciación del síndrome de la MTC es principalmente deficiencia de qi del bazo y riñón y estasis de humedad del agua. Las medicinas tradicionales chinas pueden ser Atractylodes, cáscara de mandarina, cyperus, Atractylodes, Poria, fangji, ramita de casia, Polyporus, Alisma, Astragalus, costus, nuez de betel, seda de maíz, calabacín, etc. , y las recetas pueden ser decocción de Lingwei, decocción de Jifang Fuling, decocción de Shuiduoshui Fuling, etc. Después de usar una gran cantidad de hormonas durante un período de tiempo, los efectos secundarios aparecen gradualmente. La diferenciación del síndrome de la MTC implica principalmente deficiencia de yin renal y estancamiento del calor interno. Las medicinas tradicionales chinas pueden ser Rehmannia glutinosa, Polygonatum lucidum, Ligustrum lucidum, Eclipta lucidum, Anemarrhena, Scrophulariaceae, Cortex ciprés, madreselva, Forsythia suspensa, Salvia miltiorrhiza, corteza de peonía, etc. La receta puede ser píldoras Bai Dihuang, píldoras Da Buyin, decocción Huanglian Ejiao, píldoras Zuogui y decocción Zhuling. Durante el proceso de reducción hormonal, especialmente cuando la hormona se ha reducido a una dosis baja, es necesario restaurar la función de la corteza suprarrenal. La diferenciación del síndrome de la medicina tradicional china se debe principalmente a una insuficiencia de qi y yang de riñón.