RU154180U1 - DEVICE FOR DIRECT CONVERSION OF IONIZING RADIATION TO ELECTRICITY - Google Patents

DEVICE FOR DIRECT CONVERSION OF IONIZING RADIATION TO ELECTRICITY Download PDF

Info

Publication number
RU154180U1
RU154180U1 RU2014152217/07U RU2014152217U RU154180U1 RU 154180 U1 RU154180 U1 RU 154180U1 RU 2014152217/07 U RU2014152217/07 U RU 2014152217/07U RU 2014152217 U RU2014152217 U RU 2014152217U RU 154180 U1 RU154180 U1 RU 154180U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electricity
nanoparticles
ionizing radiation
atomic number
conductor
Prior art date
Application number
RU2014152217/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Владимирович Классен
Павел Владимирович Провоторов
Антон Евгеньевич Ершов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН)
Priority to RU2014152217/07U priority Critical patent/RU154180U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU154180U1 publication Critical patent/RU154180U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Устройство для преобразования ионизирующих излучений в электричество, состоящее из проводников с малым и большим атомным номером, разделенных слоем изолятора, отличающееся тем, что в роли проводника с большим атомным номером выступают непрерывные цепочки из наночастиц с близкими к сферической геометриями, а в качестве проводника с легким атомным номером выступает жидкий электролит, создающий изолирующий двойной слой на границе тяжелого и легкого проводников.A device for converting ionizing radiation into electricity, consisting of conductors with a small and large atomic number, separated by an insulator layer, characterized in that the role of a conductor with a large atomic number is played by continuous chains of nanoparticles with close to spherical geometries, and as a conductor with a light the atomic number is liquid electrolyte, which creates an insulating double layer at the interface between the heavy and light conductors.

Description

Полезная модель относится к области методов преобразования ионизирующих излучений в электроэнергию.The utility model relates to the field of methods for converting ionizing radiation into electricity.

В настоящее время в связи с острыми климатическими проблемами, возникающими в результате накапливания в атмосфере Земли углекислого газа, все острее становится проблема замены тепловых источников электроэнергии, использующих сжигание углеродсодержащих веществ и обеспечивающих в данный момент основное энергопотребление, на альтернативные источники энергии, не производящие двуокись углерода. Атомная энергетика в этой связи является одной из главных альтернатив, способной обеспечить не только бытовые, но и промышленные потребности населения земного шара. Но расширению использования этого вида энергии препятствуют два серьезных фактора: опасность аварий на атомных электростанциях типа Чернобыльской 1986 года или Фукусимской 2011 года, приведшие к обширным радиоактивным загрязнениям окружающей среды, и неизбежное увеличение объемов радиоактивных отходов от работы атомных реакторов. Поэтому разработка эффективных устройств прямого преобразования ионизирующих излучений в электроэнергию имеет особую актуальность. С одной стороны, размещение такого рода устройств в бассейнах - отстойниках атомных реакторов, где выдерживаются отработавшие свой срок в реакторах тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы), которые за время работы в реакторе стали сильно радиоактивны, способно обеспечить АЭС резервным источником электроэнергии на случай остановки реактора. Надежность такого рода радиационных генераторов должна быть значительно выше, чем надежность дизель - генераторов, используемых в настоящее время для поддержки систем охлаждения реакторов. В частности, проблемы с дизель-генераторами стали одной из главных причин усиления радиоактивных загрязнений в районе Фукусимской АЭС, т.к. из-за их поломок и проблем с доставкой дизельного топлива генераторы охлаждение не работало и оболочки ТВЭЛов расплавились из-за перегрева. Радиационные же генераторы не содержат в себе движущихся частей и поэтому значительнее надежнее с точки зрения поломок. С другой стороны, их работоспособность не требует доставки топлива.Currently, due to acute climatic problems arising from the accumulation of carbon dioxide in the Earth’s atmosphere, the problem of replacing heat sources of electricity using the combustion of carbon-containing substances and providing at the moment the main energy consumption with alternative energy sources that do not produce carbon dioxide is becoming more and more acute. . Nuclear energy in this regard is one of the main alternatives that can provide not only household, but also industrial needs of the world's population. But the expansion of the use of this type of energy is hindered by two serious factors: the danger of accidents at nuclear power plants like the Chernobyl 1986 or Fukushima 2011, which led to extensive radioactive pollution of the environment, and the inevitable increase in the volume of radioactive waste from the operation of nuclear reactors. Therefore, the development of effective devices for the direct conversion of ionizing radiation into electricity is of particular relevance. On the one hand, the placement of such devices in the pools of the settling tanks of nuclear reactors, where the fuel elements (TVELs), which have expired during their life, and which have become very radioactive during their operation, can withstand the nuclear power plant as a backup source of electricity in case the reactor is shut down. The reliability of this kind of radiation generators should be significantly higher than the reliability of the diesel generators currently used to support reactor cooling systems. In particular, problems with diesel generators have become one of the main reasons for the increase in radioactive contamination in the area of Fukushima NPP, as due to their breakdowns and problems with the delivery of diesel fuel, the generators did not cool, and the cladding of the fuel elements melted due to overheating. Radiation generators do not contain moving parts and therefore are much more reliable in terms of breakdowns. On the other hand, their performance does not require fuel delivery.

Размещение эффективных преобразователей радиации в электричество в хранилищах радиоактивных отходов способно не только решить проблемы энергоснабжения самих по себе хранилищ, но и обеспечить весьма дешевой электроэнергией окрестных потребителей. В этом случае не исключено, что в результате радиоактивные отходы как главный компонент дешевого энергоснабжения превратятся из предмета устрашения общества в объект рыночной конкуренции.Placing effective converters of radiation into electricity in radioactive waste storage facilities can not only solve the problems of energy supply of the storage facilities themselves, but also provide very cheap electricity to neighboring consumers. In this case, it is possible that as a result, radioactive waste as the main component of cheap energy supply will turn from the subject of intimidation of society into an object of market competition.

Кроме того, во многих случаях необходимо обеспечение удаленных энергопотребителей, долгое время работающими в изолированных труднодоступных местах, автономными источниками электричества (космические корабли, маяки, межпланетные станции и др.). В настоящее время для этого используются радиоактивные короткоживущие изотопы, при ядерном распаде которых выделяется целый ряд высокоэнергетических частиц и излучений. Но в нынешних преобразователях работают радиоизотопные термоэлектрогенераторы (РИТЭГи), где энергия радиации сначала превращается в тепло, а потом - в электричество. За счет двухступенчатости преобразования КПД РИТЭГов не превышает обычно 7%. Можно ожидать, что устройства прямого преобразования позволят существенно повысить эту величину.In addition, in many cases, it is necessary to provide remote energy consumers, working for a long time in isolated hard-to-reach places, with autonomous sources of electricity (spaceships, lighthouses, interplanetary stations, etc.). At present, radioactive short-lived isotopes are used for this, during the nuclear decay of which a whole series of high-energy particles and radiation are emitted. But in the current converters, radioisotope thermoelectric generators (RTGs) operate, where the radiation energy is first converted into heat, and then into electricity. Due to the two-stage conversion, the efficiency of RTGs does not usually exceed 7%. It can be expected that direct conversion devices will significantly increase this value.

К настоящему моменту известно несколько видов устройств прямого преобразования ионизирующих излучений в электроэнергию. Так, например, известно устройство [патент US 2005/0077876 A1 опубл. 14.04.2005], преобразующее энергию ионизирующих излучений в электроэнергию, состоящее из нескольких пластин композита, который состоит из последовательно лежащих слоев изолятор -металл с малым атомным номером - изолятор - металл с большим атомным номером. Слои металла с малым атомным номером соединены параллельно между собой и изолированы от слоев тяжелого металла, также соединенных параллельно. Пучок ионизирующего излучения падает перпендикулярно поверхности пластины. При прохождении через пластину, ионизирующее излучение поглощается за счет комптоновского рассеяния и фотоэффекта, выбивая электроны с электронных оболочек атомов. Количество электронов, выбиваемых из тяжелого металла больше, чем из более легкого, за счет чего между ними возникает разность потенциалов. Дополнительное увеличение разности потенциалов достигается при поглощении электронов, выбитых из тяжелого металла, слоями легкого металла.To date, several types of devices for the direct conversion of ionizing radiation into electricity are known. So, for example, a device is known [patent US 2005/0077876 A1 publ. April 14, 2005], which converts the energy of ionizing radiation into electricity, consisting of several composite plates, which consists of successive layers of insulator-metal with a small atomic number - insulator - metal with a large atomic number. Layers of metal with a small atomic number are connected in parallel with each other and isolated from layers of heavy metal, also connected in parallel. A beam of ionizing radiation falls perpendicular to the surface of the plate. When passing through a plate, ionizing radiation is absorbed due to Compton scattering and the photoelectric effect, knocking electrons from the electron shells of atoms. The number of electrons knocked out from a heavy metal is greater than from a lighter metal, due to which a potential difference arises between them. An additional increase in the potential difference is achieved by the absorption of electrons knocked out of a heavy metal by layers of light metal.

Главным недостатком известного устройства заключается в том, что оно имеет низкий КПД, который на опытных образцах, представленных авторами составил всего лишь стотысячную долю процента. С точки зрения применения наноструктур определенный интерес представляет еще одно устройство для преобразования ионизирующих излучений в электрическую энергию [патент US 2010/0061503 A1, опубл. 11.03.2010]. Характерной особенностью устройства является то, что элементарными преобразующими радиацию элементами являются наноразмерные объекты, такие как нанослои, нанокластеры и нанотрубки, из проводников с малым и большим атомным номером, разделенные слоем изолятора и определенным образом связанные между собой.The main disadvantage of the known device is that it has a low efficiency, which on the prototypes presented by the authors amounted to only one hundred thousandth of a percent. From the point of view of the use of nanostructures, of particular interest is another device for converting ionizing radiation into electrical energy [patent US 2010/0061503 A1, publ. 03/11/2010]. A characteristic feature of the device is that the elementary elements that convert radiation are nanoscale objects, such as nanolayers, nanoclusters and nanotubes, from conductors with a small and large atomic number, separated by an insulator layer and connected in a certain way to each other.

Главным недостатком устройства являются большие технологические сложности, возникающие при его изготовлении, связанные с необходимостью наномасштабного управления структурой преобразователя и необходимостью осуществить параллельное или последовательное соединение всех элементарных преобразующих «ячеек» между собой.The main disadvantage of the device is the great technological difficulties that arise during its manufacture, associated with the need for nanoscale control of the structure of the converter and the need to carry out parallel or serial connection of all elementary converting "cells" to each other.

Ближе всех к решению поставленной задачи эффективного преобразования ионизирующих излучений, а именно коротковолнового электромагнитного излучения (рентгеновского и гамма-диапазона) подходит полезная модель, представленная в патенте РФ RU 144220 опубл. 10.08.2014 «Устройство для преобразования ионизирующих излучений в электрическую энергию», авторы Ершов А.Е., Классен Н.В., Курлов В.Н. В указанном устройстве в качестве проводника с малым атомным номером выступает биоморфная матрица, полученная на основе древесины. На Фиг. 1 показана принципиальная схема этого устройства для преобразования ионизирующих излучений в электрическую энергию. Оно состоит из микроканальной матрицы из проводящего материала с малым атомным номером (коллектора) (1). Поверхность микроканалов покрыта слоем изолятора (2), в то время как сами каналы заполнены проводником с большим атомным номером (эмиттера) (3). К коллектору и к эмиттеру присоединены токосъемные провода (4).Closest to the solution of the problem of efficient conversion of ionizing radiation, namely short-wave electromagnetic radiation (X-ray and gamma-ray range), a useful model is presented, presented in RF patent RU 144220 publ. 08/10/2014 "Device for converting ionizing radiation into electrical energy", authors Ershov A.E., Klassen N.V., Kurlov V.N. In this device, a biomorphic matrix based on wood acts as a conductor with a small atomic number. In FIG. 1 shows a schematic diagram of this device for converting ionizing radiation into electrical energy. It consists of a microchannel matrix of a conductive material with a small atomic number (collector) (1). The surface of the microchannels is covered with a layer of insulator (2), while the channels themselves are filled with a conductor with a large atomic number (emitter) (3). Collector wires (4) are connected to the collector and to the emitter.

В случае же, когда в качестве тяжелого проводника используется жидкий электролит, содержащий тяжелые элементы, в качестве изолятора может использоваться двойной зарядный слой, возникающей на границе электролита и твердого легкого проводника.In the case when a liquid electrolyte containing heavy elements is used as a heavy conductor, a double charging layer arising at the interface between the electrolyte and the solid light conductor can be used as an insulator.

Главным недостатком принятого за прототип устройства является цилиндрическая геометрия микрообластей тяжелого проводника, поглощающего ионизирующее излучения. При такой геометрии поглотителя часть быстрых электронов, возбуждаемых поглощаемыми квантами, движется в направлениях, близких к оси цилиндра и поэтому не имеет возможности пересечь слой изолятора и инжектироваться в легкий проводник, произведя необходимый для работы преобразователя перенос заряда. Таким образом, использование цилиндрической геометрии преобразователя снижает его коэффициент полезного действия. Кроме того, заполнение микроканалов биоморфной матрицы твердым тяжелым проводником представляет создает серьезные технологические трудности.The main disadvantage of the prototype device is the cylindrical geometry of the microregions of a heavy conductor that absorbs ionizing radiation. With this absorber geometry, part of the fast electrons excited by the absorbed quanta moves in directions close to the axis of the cylinder and therefore is not able to cross the insulator layer and be injected into a light conductor, producing the charge transfer necessary for the converter to operate. Thus, the use of the cylindrical geometry of the transducer reduces its efficiency. In addition, filling the microchannels of the biomorphic matrix with a solid heavy conductor poses serious technological difficulties.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении коэффициента полезного действия устройств прямого преобразования ионизирующих излучений в электроэнергию, а также улучшении технологичности и соответствующем снижении себестоимости производства указанных устройств за счет использования в качестве первичных поглотителей ионизирующих излучений электропроводящих сверхдлинных цепочек из сферических наночастиц, играющих роль эмиттера электронов, и размещения их в жидком электролите, имеющем за счет контактной разности потенциалов положительный заряд относительно этих наночастиц и выполняющем по этой причине роль коллектора электронов, эмитируемых из наночастиц.The technical result, which is claimed by the claimed utility model, consists in increasing the efficiency of devices for direct conversion of ionizing radiation into electricity, as well as improving manufacturability and a corresponding reduction in the cost of production of these devices due to the use of electrically conductive extra-long chains of spherical as primary absorbers of ionizing radiation nanoparticles playing the role of electron emitter, and placing them in liquid electro due to the contact potential difference, it has a positive charge with respect to these nanoparticles and, therefore, plays the role of a collector of electrons emitted from nanoparticles.

Принцип работы данного типа преобразователя показан на Фиг. 2. Слева схематично показана тяжелая наночастица, где стрелками обозначены возможные направления вылета наружу электронов, возбужденных при поглощении ионизирующего гамма-кванта. В центре показана та же частица 3 и указано расположение относительно ее центра изолирующего слоя 2 и легкого проводника 1 (в случае использования в качестве легкого проводника электролита изолятором 2 может служить двойной электрический слой между электролитом и тяжелым проводником). Справа показано схематическое расположение электрически связанных между собой наночастиц, образующих непрерывную цепочку. Сферическая геометрия наночастиц обеспечивает существенное повышение процента перехода электронов, возбуждаемых поглощаемыми в наночастицах гамма-квантами, в легкий проводник по сравнению с прототипом, увеличивая за счет этого коэффициент полезного действия преобразователя ионизирующих излучений в электричество.The principle of operation of this type of converter is shown in FIG. 2. A heavy nanoparticle is shown schematically on the left, where arrows indicate the possible directions of the outward emission of electrons excited by the absorption of an ionizing gamma ray. The same particle 3 is shown in the center and the location relative to its center of the insulating layer 2 and the light conductor 1 is indicated (in the case of using an electrolyte as a light conductor, insulator 2 can be a double electric layer between the electrolyte and the heavy conductor). The schematic arrangement of electrically interconnected nanoparticles forming a continuous chain is shown on the right. The spherical geometry of the nanoparticles provides a significant increase in the percentage of transition of electrons excited by gamma rays absorbed in the nanoparticles into a light conductor compared to the prototype, thereby increasing the efficiency of the converter of ionizing radiation into electricity.

Поставленные заявителем технические результаты достигаются несколькими приемами. Во-первых, в качестве поглотителей ионизирующего излучения используются наночастицы из веществ, имеющих в своем составе тяжелые химические элементы, в то время как электролит, окружающий наночастицы, состоит из легких элементов, за счет чего обеспечивается преимущественное поглощение ионизирующего гамма-излучения наночастицами. Во-вторых, поглощающие наночастицы связаны между собой в электропроводящие цепочки длиной от сантиметра и более, которые размещены в жидком электролите, имеющем положительную контактную разность потенциалов относительно цепочек из наночастиц. Цепочки из наночастиц присоединяются к внешнему электроду устройства, который при воздействии на устройство преобразуемого ионизирующего излучения заряжается положительно, а электролит соединен с электродом, заряжаемым при облучении отрицательно. Большая длина указанных цепочек из наночастиц создает условия для эффективного возврата эмитируемых из наночастиц в электролит электронов через внешнюю цепь с совершением полезной работы при минимальном количестве контактных соединений и минимальном внутреннем сопротивлении данного источника электроэнергии. В-третьих, размеры наночастиц, поглощающих ионизирующие гамма-кванты, подбираются таким образом, чтобы обеспечить наибольшее количество эмитируемых из них в электролит электронов а расчете на один поглощенный гамма-квант.The technical results set by the applicant are achieved in several ways. Firstly, nanoparticles of substances containing heavy chemical elements are used as ionizing radiation absorbers, while the electrolyte surrounding the nanoparticles consists of light elements, which ensures the predominant absorption of ionizing gamma radiation by nanoparticles. Secondly, the absorbing nanoparticles are interconnected in electrically conductive chains of a centimeter or more in length, which are placed in a liquid electrolyte having a positive contact potential difference relative to the chains of nanoparticles. Chains of nanoparticles are attached to the external electrode of the device, which, when exposed to the converted ionizing radiation, is charged positively, and the electrolyte is connected to the electrode charged negatively when irradiated. The large length of these chains of nanoparticles creates the conditions for the effective return of electrons emitted from the nanoparticles to the electrolyte through an external circuit with useful work with a minimum number of contact compounds and a minimum internal resistance of a given source of electricity. Thirdly, the sizes of nanoparticles absorbing ionizing gamma quanta are selected in such a way as to ensure the largest number of electrons emitted from them into the electrolyte per one absorbed gamma quantum.

Механическая стабильность цепочек из наночастиц обеспечивается тем, что они закрепляются на тонких механически прочных сетках.The mechanical stability of the chains of nanoparticles is ensured by the fact that they are fixed on thin mechanically strong grids.

Электропроводность цепочек из наночастиц обеспечивается либо тем, что наночастицы изготавливаются из металла, либо же тем, что на указанные цепочки до их погружения в электролит наносится тонкий слой электропроводного материала, обеспечивающего, с одной стороны, необходимую для стока заряда с цепочки электропроводность и, с другой стороны, создающий в паре с электролитом изолирующий слой в виде отрицательной относительно него контактной разности потенциалов.The electrical conductivity of the chains of nanoparticles is ensured either by the fact that the nanoparticles are made of metal, or by the fact that a thin layer of electrically conductive material is deposited on these chains before they are immersed in the electrolyte, providing, on the one hand, the electrical conductivity necessary for the charge to drain from the chain and, on the other hand side, creating, together with the electrolyte, an insulating layer in the form of a negative contact potential difference relative to it.

Электролит и погруженные в него сетки с цепочками из наночастиц размещаются в емкости со стенками из легких химических элементов, прозрачных для ионизирующего гамма - излучения, для преобразования которого в электроэнергию предназначено заявляемое устройство. Схема работы заявляемого устройства показана на Фиг. 3. В верхней части рисунка показаны две сетки из электропроводных материалов. Левая сетка 1 с размещенными на ней сверхдлинными наноцепочками 2 имеет отрицательную контактную разность потенциалов относительно электролита. Правая сетка 3, которая погружается в электролит для сбора эмитируемых в него из наночастиц электронов и передачи их во внешнюю цепь, имеет относительно электролита положительный контактный потенциал.The electrolyte and the nets immersed in it with chains of nanoparticles are placed in containers with walls of light chemical elements that are transparent to ionizing gamma radiation, the device of which the device is intended to be converted into electricity. The operation scheme of the inventive device is shown in FIG. 3. The upper part of the figure shows two grids of electrically conductive materials. The left grid 1 with superlong nanochains 2 placed on it has a negative contact potential difference with respect to the electrolyte. The right grid 3, which is immersed in an electrolyte to collect electrons emitted into it from nanoparticles and transfer them to an external circuit, has a positive contact potential relative to the electrolyte.

В нижней части рисунка показана принципиальная схема устройства в сборе. При облучении его ионизирующим излучением 4, поток которого показан поступающим сверху, сетки с размещенными на них цепочками из наночастиц эмитируют электроны в электролит 5 (помещены в сосуд 6) и заряжаются положительно. Сетки, собирающие эмитированные в электролит электроны, заряжаются отрицательно. При замыкании электрических выводов от указанных сеток на внешнюю нагрузку 7 электроны от собирающих сеток перетекают через внешнюю цепь к сеткам с эмитирующими их наночастицами, совершая полезную работу.The lower part of the figure shows a schematic diagram of the complete device. When it is irradiated with ionizing radiation 4, the flow of which is shown coming from above, the grids with chains of nanoparticles placed on them emit electrons into electrolyte 5 (placed in vessel 6) and charge positively. The grids collecting electrons emitted into the electrolyte are negatively charged. When the electrical leads from these grids are closed to an external load, 7 electrons from the collecting grids flow through the external circuit to the grids with the nanoparticles emitting them, doing useful work.

В качестве подтверждения возможностей реализации заявляемого устройства на Фиг.4 приведены фотографии сформированных несколькими методами сверхдлинных цепочек из сферических наночастиц оксидов молибдена и свинца. Фотографии получены с помощью оптической и сканирующей электронной микроскопии, а) Крупномасштабная фотография сверхдлинных наноцепочек оксида молибдена с 15-сантиметровой линейкой; б) оптическая микроскопия одной из таких цепочек (размер кадра по горизонтали - 2 мм); в) сканирующая электронная микроскопия фрагмента сверхдлинной наноцепочки оксида молибдена (размер кадра по горизонтали - 150 микрон); г) увеличенное электронно-микроскопическое изображение той же наноцепочки оксида молибдена (горизонтальный размер кадра - 3 микрона); д) электронно-микроскопическое изображение фрагмента наноцепочки оксида свинца (горизонтальный размер кадра - 50 микрон); е) увеличенное электронно-микроскопическое изображение той же наноцепочки оксида свинца (горизонтальный размер кадра - 10 микрон).As confirmation of the implementation capabilities of the inventive device, Fig. 4 shows photographs of ultra-long chains formed from several spherical nanoparticles of molybdenum and lead oxides formed by several methods. Photographs were obtained using optical and scanning electron microscopy, a) A large-scale photograph of ultra-long molybdenum oxide nanochains with a 15-cm ruler; b) optical microscopy of one of such chains (horizontal frame size - 2 mm); c) scanning electron microscopy of a fragment of an extra-long molybdenum oxide nanochain (horizontal frame size - 150 microns); d) an enlarged electron microscopic image of the same nano chain of molybdenum oxide (horizontal frame size - 3 microns); e) an electron microscopic image of a fragment of a lead oxide nanochain (horizontal frame size - 50 microns); f) an enlarged electron microscopic image of the same lead oxide nanochain (horizontal frame size - 10 microns).

Claims (1)

Устройство для преобразования ионизирующих излучений в электричество, состоящее из проводников с малым и большим атомным номером, разделенных слоем изолятора, отличающееся тем, что в роли проводника с большим атомным номером выступают непрерывные цепочки из наночастиц с близкими к сферической геометриями, а в качестве проводника с легким атомным номером выступает жидкий электролит, создающий изолирующий двойной слой на границе тяжелого и легкого проводников.
Figure 00000001
A device for converting ionizing radiation into electricity, consisting of conductors with a small and large atomic number, separated by an insulator layer, characterized in that the role of a conductor with a large atomic number is played by continuous chains of nanoparticles with close to spherical geometries, and as a conductor with a light the atomic number is the liquid electrolyte, which creates an insulating double layer at the interface between the heavy and light conductors.
Figure 00000001
RU2014152217/07U 2014-12-24 2014-12-24 DEVICE FOR DIRECT CONVERSION OF IONIZING RADIATION TO ELECTRICITY RU154180U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014152217/07U RU154180U1 (en) 2014-12-24 2014-12-24 DEVICE FOR DIRECT CONVERSION OF IONIZING RADIATION TO ELECTRICITY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014152217/07U RU154180U1 (en) 2014-12-24 2014-12-24 DEVICE FOR DIRECT CONVERSION OF IONIZING RADIATION TO ELECTRICITY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU154180U1 true RU154180U1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014152217/07U RU154180U1 (en) 2014-12-24 2014-12-24 DEVICE FOR DIRECT CONVERSION OF IONIZING RADIATION TO ELECTRICITY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU154180U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11798703B2 (en) Radiation powered devices comprising diamond material and electrical power sources for radiation powered devices
Kumar Atomic batteries: Energy from radioactivity
US20130154438A1 (en) Power-Scalable Betavoltaic Battery
US20110274233A1 (en) Nuclear voltaic cell
US7800286B2 (en) Alpha fusion electrical energy valve
JP5883830B2 (en) Betavoltaic power source used for transportation applications, transportation equipment having a betavoltaic power source, and a battery
WO2007120217A2 (en) Method for developing nuclear fuel and its application
Naseem et al. Betavoltaic nuclear battery: a review of recent progress and challenges as an alternative energy source
JP5906088B2 (en) Generator excited by ionizing radiation
RU90612U1 (en) SOURCE OF ELECTRIC CURRENT
Ding et al. Quantitative modeling, optimization, and verification of 63Ni-powered betavoltaic cells based on three-dimensional ZnO nanorod arrays
CN101645317B (en) Isotope battery of carbon nano tube
RU154180U1 (en) DEVICE FOR DIRECT CONVERSION OF IONIZING RADIATION TO ELECTRICITY
BG110821A (en) Method and device for direct conversion of radiation energy into electric energy
KR101777185B1 (en) Electrical Generating Apparatus using Radiation
Alam et al. Summary of the design principles of betavoltaics and space applications
Lal et al. A nuclear micro battery for Mems devices
CN221507769U (en) Fluorescent condenser mixed photovoltaic effect stabilized isotope battery
GB2484028A (en) Power-Scalable Betavoltaic Battery
RU122198U1 (en) FUEL ELEMENT OF AN ENERGY NUCLEAR REACTOR
US20230298777A1 (en) Power generation devices, associated components, and methods
Chou et al. Radiation protection evaluation and spontaneous discharge performance of betavoltaic tritium batteries using well-aligned titanium dioxide nanotube arrays
CN110473647B (en) Net-shaped supporting film source direct-charging isotope battery
US20120261639A1 (en) Structures for radiation detection and energy conversion using quantum dots
RU144220U1 (en) DEVICE FOR TRANSFORMING IONIZING RADIATION IN ELECTRIC ENERGY