Optoelectric nuclear battery
एक ऑप्टोइलेक्ट्रिक नाभिकीय बैटरी (रेडियोफोटोवोल्टिक उपकरण, रेडियोल्यूमिनेसेंट नाभिकीय बैटरी या रेडियोआइसोटोप फोटोवोल्टिक जनरेटर भी) एक प्रकार की नाभिकीय बैटरी है जिसमें नाभिकीय ऊर्जा को प्रकाश में परिवर्तित किया जाता है, जिसका उपयोग फिर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। यह रेडियोधर्मी समस्थानिकों द्वारा उत्सर्जित आयनीकरण विकिरण को एक चमकदार पदार्थ (सिंटिलेटर या फॉस्फोर) से टकराने देकर पूरा किया जाता है, जो बदले में फोटॉन का उत्सर्जन करता है जो एक फोटोवोल्टिक कोशिका से टकराने पर बिजली उत्पन्न करता है। इस तकनीक को मास्को में कुरचातोव संस्थान के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित किया गया था। विवरण एक बीटा उत्सर्जक जैसे कि टेक्नीटियम-99 या स्ट्रोंटियम-90 को एक गैस या तरल में निलंबित किया जाता है जिसमें एक्साइमर प्रकार के चमकदार गैस अणु होते हैं, जो एक "धूल प्लाज्मा" का गठन करते हैं। यह उत्सर्जक धूल कणों से बीटा इलेक्ट्रॉनों के लगभग हानिरहित उत्सर्जन की अनुमति देता है। इसके बाद इलेक्ट्रॉन उन गैसों को उत्तेजित करते हैं जिनकी एक्साइमर रेखा को रेडियोधर्मिता को आसपास की फोटोवोल्टिक परत में बदलने के लिए चुना जाता है ताकि एक सैद्धांतिक हल्की, कम दबाव, उच्च दक्षता वाली बैटरी का एहसास किया जा सके। (व्यवहार में, मौजूदा डिजाइन भारी होते हैं और इसमें उच्च दबाव शामिल होता है।) ये न्यूक्लाइड परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों से अपेक्षाकृत कम लागत वाले रेडियोधर्मी अपशिष्ट हैं। धूल के कणों का व्यास इतना छोटा (कुछ माइक्रोमीटर) होता है कि बीटा क्षय से इलेक्ट्रॉन धूल के कणों को लगभग बिना किसी नुकसान के छोड़ देते हैं। आसपास के कमजोर आयनित प्लाज्मा में एक्साइमर रेखाओं के साथ गैस या गैस मिश्रण (जैसे क्रिप्टॉन, आर्गन और ज़ेनॉन) होते हैं जैसे कि बीटा इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा इस प्रकाश में परिवर्तित हो जाती है। आसपास की दीवारों में हीरे जैसे व्यापक निषिद्ध क्षेत्रों के साथ फोटोवोल्टिक परतें होती हैं, जो विकिरण से उत्पन्न ऑप्टिकल ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं। एक जर्मन पेटेंट एक ऑप्टोइलेक्ट्रिक परमाणु बैटरी का विवरण प्रदान करता है, जिसमें एक आंतरिक प्रतिबिंबित सतह, बारीक-ग्राउंड रेडियोआइसोटोप और एक रुक-रुक कर अल्ट्रासोनिक स्टिरर के साथ एक दबाव पात्र में आर्गन, ज़ेनॉन या क्रिप्टन (या उनमें से दो या तीन का मिश्रण) का एक एक्साइमर होता है, जो एक्साइमर के लिए ट्यून किए गए बैंडगैप के साथ एक फोटोसेल को रोशन करता है। जब बीटा-उत्सर्जक न्यूक्लिड्स (जैसे, क्रिप्टन-85 या आर्गन-39) बीटा कणों का उत्सर्जन करते हैं, तो वे कम से कम थर्मल नुकसान पर संकीर्ण एक्साइमर बैंड में अपने स्वयं के इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करते हैं, ताकि यह विकिरण एक उच्च-बैंडगैप फोटोवोल्टिक परत (जैसे, पी-एन हीरे में) में बहुत कुशलता से बिजली में परिवर्तित हो जाए। मौजूदा रेडियोन्यूक्लाइड बैटरियों की तुलना में प्रति वजन विद्युत शक्ति को 10 से 50 या उससे अधिक कारक से बढ़ाया जा सकता है। यदि दबाव पोत कार्बन फाइबर/एपॉक्सी से बना है, तो शक्ति-से-वजन अनुपात को ईंधन टैंक के साथ हवा में सांस लेने वाले इंजन के बराबर कहा जाता है। इस डिजाइन का लाभ यह है कि सटीक इलेक्ट्रोड असेंबलियों की आवश्यकता नहीं होती है, और अधिकांश बीटा कण बैटरी की शुद्ध शक्ति में योगदान करने के लिए बारीक विभाजित थोक सामग्री से बच जाते हैं। नुकसान रेडियोन्यूक्लाइड की उच्च कीमत। उच्च दबाव (10 एमपीए या 100 बार तक) भारी नियंत्रण पोत। नियंत्रण की विफलता बारीक विभाजित रेडियोआइसोटोप के उच्च दबाव वाले विमानों को छोड़ देगी, जिससे एक प्रभावी गंदा बम बन जाएगा। विफलता का अंतर्निहित जोखिम इस उपकरण को अंतरिक्ष-आधारित अनुप्रयोगों तक सीमित करने की संभावना है, जहां बारीकी से विभाजित रेडियोआइसोटोप स्रोत को केवल एक सुरक्षित परिवहन माध्यम से हटा दिया जाता है और उपकरण के पृथ्वी की कक्षा छोड़ने के बाद उच्च दबाव वाली गैस में रखा जाता है। एक डी. आई. वाई. परियोजना के रूप में एक साधारण बीटाफोटोवोल्टिक परमाणु बैटरी का निर्माण आसानी से उपलब्ध ट्रिटियम शीशियों (रेडियोल्यूमिनेसेंट फॉस्फोर के साथ लेपित ट्रिटियम से भरी कांच की नलियों) और सौर कोशिकाओं से किया जा सकता है। 14 22.5x3mm ट्रिटियम शीशियों वाले एक डिजाइन ने अधिकतम 1.6 वोल्ट के पावरप्वाइंट पर 1.23 माइक्रोवाट का उत्पादन किया। एक अन्य डिजाइन ने एक बार में एक मिनट तक पॉकेट कैलकुलेटर को शक्ति प्रदान करने के लिए एक संधारित्र के साथ बैटरी को जोड़ा। परमाणु बैटरी बीटावोल्टिक उपकरण रेडियोआइसोटोपिक थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर रेडियोआइसोटोप पीजोइलेक्ट्रिक जनरेटर बैटरी प्रकारों की सूची संदर्भ पॉलिमर, फॉस्फोर और रेडियोआइसोटोप माइक्रोबैटरी के लिए वोल्टाइक, केनेथ ई. बोवर (संपादक) आदि द्वारा भी देखें। यूएस पेटेंट 7,482,533 परमाणु-कोर बैटरी परमाणु प्रौद्योगिकी बैटरी प्रकार