Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 18. 1 maj 1956 - Elenergi direkt ur radioaktiv strålning, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
15 maj 1956
423
Elenergi direkt ur radioaktiv
strålning
621.384.2
Den energimängd, som blir disponibel genom tillgången
på radioaktiva klyvningsprodukter som avfall från
atomreaktorer, beror givetvis på i hur stor utsträckning
atomenergin utnyttjas. Man har beräknat att om all den
elenergi, som i dag förbrukas i USA, erhölles från
atomreaktorer, skulle avfallet kunna ge 400 MW
strålningsenergi.
Detta är bara några hundradels procent av den totala
elenergiförbrukningen, och den angivna siffran måste
dessutom minskas mycket då utbytet vid överföring av
strålning till elenergi blir litet. Den effekt, som erhålls från
batterier, är emellertid bara ca 2 MW, och utnyttjande av
klyvningsprodukternas strålning i atombatterier kan
därför tänkas bli av betydelse i framtiden. Den kanske mest
tilltalande egenskapen hos sådana batterier synes vara
deras mycket stora livslängd, 25 år eller mera, beroende på
den använda radioisotopens halveringstid.
Strålningens natur
De typer av strålning, som kan komma i fråga för
alstring av elenergi, består av laddade eller oladdade
partiklar. Till den förra huvudgruppen hör elektroner
(^-strålning), a-partiklar (He2+), andra joner och
klyvningsfragment; till den senare hör röntgen- och y-strålning,
neutroner och ljus. Åtminstone hittills har a-strålare visat sig
olämpliga för direkt alstring av elenergi. Strålning
bestående av andra joner eller klyvningsfragment har inte
heller utnyttjats.
De viktigaste källorna för laddade partiklar är för
närvarande vissa radioisotoper bland klyvningsprodukterna..
De mest användbara /^-strålarna är en blandning av
strontium 90 och yttrium 90 (®°Sr—°°Y) samt tritium. En mängd
av dem motsvarande 1 curie (C), dvs. 3,7 • 1010 sönderfall
per sekund, har följande egenskaper:
80Sr_90Y SH
Ström ...................................... tiA 0,006 0,006
Genomsnittlig spänning ................... kV 500 6
Effekt .................................... mW 3 0,036
Halveringstid .............................. år 20 12,4
Vikt ........................................ Mg 5 —
Till den andra gruppen hör bara elektromagnetisk
strålning, om man bortser från neutronstrålning som
åtminstone för närvarande inte kommer i fråga vid direkt
omvandling av strålning till elenergi.
Fig. 1. Apparat för utnyttjande av
radioaktiv strålning genom direkt uppladdning;
A hög spänning skontakt, B metallstav, C
kollektor, D isolatorrör, K radioaktivt ma
terial, R yttre impedans.
Fig. 2. Apparat med dielektrikum för direkt uppladdning;
S strålningskälla, F dielektrikum, P metallelektrod; t.h.
ekvivalent schema.
Den i rikligaste mängd tillgängliga y-strålaren är kobolt
60 som har halveringstiden 5,3 år och ger strålning med
1,33 MeV energi. Den är olämplig för direkt alstring av
elenergi därför att strålningen är för hård, dvs. har för
stor genomträngningsförmåga. En isotop som americium
241, vilken ger mjukare strålning och har större livslängd,
skulle vara lämpligare, och den kan kanske i framtiden bli
tillgänglig i tillräcklig mängd.
Hittills har man studerat särskilt /^-strålnings omvandling
till elenergi, kanske mest därför att dess typ närmast
överensstämmer med elströmmen. Gammastrålning har
ägnats mycket mindre intresse bl.a. därför att den ger
relativt liten specifik jonisation. Ett närmare studium av mjuk
y-strålnings utnyttjning synes dock värt besväret. Denna
uppfattning stöds av den framgång man haft vid
konstruktion av solbatterier (Tekn. T. 1954 s. 734).
Den strålning, som kan erhållas från ett skikt av en
radioisotop, begränsas av dennas absorption, ökar man
skiktets tjocklek, växer därför inte strålningsintensiteten
obegränsat. För en blandning av ®°Sr och ®°Y har man
beräknat största tillgängliga effekt till 0,4 W/cm2 varvid
isotopskiktet är 2,5 mm tjockt. Kobolt 60 skulle i 12 cm skikt
ge ca 400 W/cm2. Användning av så tjocka skikt är
emellertid för närvarande utesluten då de skulle bli för
dyrbara.
Omvandlingsmetoder
Direkt uppladdning, som kan användas bara med en
strålning av laddade partiklar, består i uppsamling av dessa på
en elektrod, varvid en potentialdifferens uppstår. Vid
hittills gjorda försök med denna metod har man använt en
elektrod K (fig. 1), innehållande ®°Sr—•90Y, som med en
metallstav B är förbunden med högspänningskontakten A.
En gastät, rörformig isolator D skiljer A från kollektorn
C. Denna evakueras så att elektroner utan hinder kan
passera från K till C, varvid A blir positivt laddad och C
negativt.
Apparaten är i princip en självladdande kondensator.
Med 0,25 C radioaktivt material kan man erhålla 365 kV,
0,2 mW och 20 %> verkningsgrad. Detta är ett
jämförelsevis högt värde, men apparatens praktiska användbarhet
är starkt begränsad. Man kan nämligen inte uppnå mer än
10~e A ström och inre impedansen blir ca 1014 ohm. Man
kan visserligen öka strömmen och minska impedansen
genom att öka mängden radioaktivt material, men då blir
kostnaden för närvarande för stor.
Vid en annan typ av uppladdningsapparat (fig. 2)
används en strålningskälla S, ett dielektrikum F och en
metallplatta P. En ström passerar genom F som är
tillräckligt tunt för att släppa igenom /S-strålningen men i övrigt
är en isolator. Med detta system kan man erhålla en
spänning av flera tusen voit, men strömmen och impedansen
beror på mängden radioaktiv substans liksom vid den
tidigare nämnda apparattypen.
Termoelementmetoden kan användas med all strålning.
Det värme, som uppstår vid dennas absorption, omvandlas
till elenergi genom utnyttjande av den termoelektriska
effekten. Om strålningen absorberas fullständigt, vilket
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
