Baterias nanonucleares à base de trítio
Baterias nanonucleares à base de trítioSuprimentos de energia de longa duração remotos e até mesmo para uso em condições ambientais hostis são necessários para missões em alto mar e no espaço. Baterias nanonucleares podem ser excelentes para cumprir esse papel.
Apesar da potência relativamente baixa, a bateria nuclear embalada pode ter uma densidade de energia próxima a mil watts-hora por quilograma, ou seja, muito maior do que a melhor das baterias químicas. No futuro, as baterias e fontes de energia provavelmente serão muito pequenas.
O trítio é um isótopo radioativo de hidrogênio produzido geralmente em reatores nucleares ou aceleradores de alta energia. Ele se decompõe a uma taxa de cerca de 5% por ano (metade dele em cerca de 12 anos). O elemento emite radiação na forma de uma partícula beta. Trítio faz ligações em qualquer lugar que o hidrogênio faz, inclusive na água, e em plantas, animais e tecidos humanos. Ele não pode ser removido do ambiente, uma vez que é libertado. Trítio pode ser inalado, ingerido ou absorvido pela pele.
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Além disso, isótopos radioativos estão disponíveis no mercado a preços razoáveis (US$ 1000) e eletrônicos de baixo consumo estão se tornando cada vez mais versáteis. Portanto, as baterias nucleares são comercialmente relevantes nos dias de hoje.
Símbolo: H (H-3)
Número atômico: 1 (prótons no núcleo)
Massa atômica: 1 (natural H)
O que é trítio?
O trítio é o único isótopo radioativo do hidrogênio. O núcleo de um átomo de trítio é constituído por um próton e dois nêutrons. Isto contrasta com o núcleo de um átomo de hidrogênio simples (que consiste apenas de um próton) e um átomo de deutério (que consiste de um próton e um nêutron). Hidrogênio comum compreende mais de 99,9% de todo o hidrogênio que ocorre naturalmente. Deutério compreende cerca de 0,02% e trítio é composto por cerca de um bilionésimo de um bilionésimo (10-16 por cento) do hidrogênio natural.
As partículas alfa são núcleos de hélio (dois prótons e dois nêutrons). Estas partículas são relativamente pesadas e têm poder de penetração pobre, sendo mais de 90% bloqueada por uma folha de papel. Já a radiação beta (elétrons de alta velocidade ou fótons) pode penetrar papel. A radiação gama consegue penetrar alumínio.
Como é produzido o trítio?
Trítio pode ser feito em reatores nucleares produtores, isto é, reatores concebidos para otimizar a geração de trítio e materiais nucleares especiais, como o plutónio-239. O trítio é produzido pela absorção de nêutrons de um átomo de lítio-6. O átomo de lítio-6, com três prótons e três nêutrons, e o nêutron absorvido se combinam para formar um átomo de lítio-7 com três prótons e quatro nêutrons, que instantaneamente se divide para formar um átomo de trítio (um próton e dois nêutrons) e um átomo de hélio-4 (dois prótons e dois nêutrons).
Processo de formação do trítio
Processo de formação do trítio
Conversão de energia radioisotópica, em que a energia a partir do decaimento de radioisótopos é usada como fonte, permite a alimentação de aplicações que são inadequados para as fontes de energia, como energia fotovoltaica ou geradores ou baterias.
Estas aplicações são tipicamente remotas, não acessíveis a qualquer fonte de energia externa (incluindo a luz solar) e muitas vezes devem durar entre 5 a 50 anos. Incluem não apenas usos no espaço, mas também fontes de energia de pequeno porte em biomedicina.
Geradores térmicos radioisótopos (GTRs) são, muitas vezes, utilizados para converter a energia do radioisótopo ao convertê-lo para aquecer, e em seguida, converter o calor de eletricidade, quer através de um dispositivo termoelétrico ou termovoltaico. De outra forma, o radioisótopo pode ser diretamente transformado em eletricidade por meio de betavoltaicos, em que a energia de uma partícula beta cria buracos de pares de elétrons, que são recolhidos e utilizados para gerar energia semelhante a uma célula solar.