Электростанция на отходах

Экологи бьют тревогу: с каждым годом в мире растет количество радиоактивных отходов атомных электростанций и оружейного плутония. Проблема их утилизации принципиально не решена как в России, так и во всем мире.

Однако кроме проблемы утилизации и надежного захоронения радиоактивных отходов и плутония существует не менее важная проблема – их использование. Ведь все эти отходы – продукты дорогостоящей наукоемкой технологии, элементы с огромным энергетическим потенциалом. С этой точки зрения они – национальное богатство страны. Новое направление решения этой научной и технической проблемы предложил ученый-физик и изобретатель, академик РАЕН Станислав Цивинский. Он разработал (1954 год) и запатентовал (1997 год) устройство нового типа малой энергетики для получения электроэнергии с использованием радиоактивных отходов атомных электростанций, работающих на ядерном топливе (изотопы урана и плутония).

Предлагаемой устройство – модификация атомных электробатарей прямого действия. Оно снабжено инвертором оригинальной системы для преобразования постоянного тока высокого напряжения в переменный ток промышленного напряжения и частоты. Изобретатель этого устройства предложил замкнутую металлическую оболочку (например, сферу) с нанесенным на ее внешней поверхности тонким слоем радиоактивного материала, распадающегося по схеме альфа- или бета-распада, поместить внутрь другой замкнутой металлической оболочки (например, меньшую сферу расположить в центре большей).

Если в образовавшемся между поверхностями оболочек пространстве создать вакуум, то вылетающие с поверхности внутренней оболочки положительно заряженные альфа-частицы будут достигать внутренней поверхности внешней металлической оболочки, и на ней возникнет положительный заряд. Внутренняя оболочка приобретет соответственно отрицательный заряд (в случае же использования излучения отрицательно заряженных бета-частиц эта оболочка приобретет положительный заряд).

Эти заряды будут возрастать со временем до тех пор, пока разность потенциалов между внутренней и внешней оболочками не будет настолько велика, что энергия альфа-частиц (или бета-частиц) станет недостаточной для преодоления этой разности потенциалов.

Если внутреннюю и внешнюю оболочки соединить электрическим проводом, то по нему потечет постоянный ток, величина которого зависит от потока частиц от внутренней оболочки к внешней. Все устройство будет работать как постоянно подзаряжаемый конденсатор.

Так как энергия альфа-частиц, вылетающих из распадающихся ядер, обычно измеряется несколькими миллионами электрон-вольт, то и разность потенциалов будет достигать несколько миллионов вольт. С помощью инвертора постоянный ток можно преобразовать в переменный промышленной частоты и использовать полученную электроэнергию так же, как получаемую от обычных электростанций. Энергия радиоактивных частиц также превращается в тепло, которое может быть использовано для отопления. Расчеты показывают, что если нанести на внешнюю или внутреннюю оболочку слой плутония толщиной всего 100 микрон, то при радиусе оболочки 6 метров будет получен источник тока мощностью 0,22 МВт. 20 таких устройств дадут возможность получить мощность, сравнимую с мощностью первой атомной электростанции в Обнинске (ее мощность была 5,4 МВт).