ядерный аккумулятор существует? наподобие ядерного блока в fallout 4 и боеприпасов для лазера

Answer 1

Тут многие бросились писать о радиоизотопных источниках энергии. Сразу скажу, что ядерная батарея и радиоизотопный источник - это разные вещи. РИТЕГи (расшифровывается как Радио Изотопный Тепловой Энерго Генератор) вырабатывают тепло за счет радиоактивного распада, в качестве топлива там может быть любое вещество, которое имет сравнительно малый период полураспада. Ядерная же батарея вырабатывает электричество в ходе цепной реакции деления и топливом там служит уран или плутоний как в любом реакторе. РИТЭГи давно и успешно используются в космической области. Ядерные батареи применения так и не нашли из-за сложности управления и малого кпд, хотя в свое время они были созданы и опробованы. Работает ядерная батарея следующим образом.

Когда ядро урана или плутония разваливается на осколки, многие электроны с осколков срываются и осколок становится многозарядным ионом. Его заряд может достигать 10-20 зарядов электрона. Таким образом из точки, где случился акт деления, летят осколки со знаком плюс и много электронов со знаком минус. Осколки очень быстро и эффективно тормозятся в топливе, а электроны тормозятся намного слабе и потому многие электроны вылетают из топлива наружу. Если окружить топливный стержень кольцевым экраном, электроны будут попадать на экран и заряжать его отрицательно, а осколки будут оставаться в топливе и заряжать его положительно. Осталось только соединить топливо и экран проводом и по нему потечет электрический ток.

Но кпд таких батарей на практике оказался всего 1. 5-2%. Во-первых, из энергетического баланса акта деления уже следует, что на кинетическую энергию осколков деления приходится до 80% общей энергии, а на потенциальную энергию осколков, связанную с зарядами, приходится всего 5-7% общей энергии. Во-вторых, далеко не все осколки деления остаются в топливе, многие из тех, которые делятся на самой поверхности топливного стержня, достигают экрана и снижают его отрицательный заряд. В результате суммарный электрический кпд оказывается довольно низким, а основная часть энергии выделяется в самом топливе в форме тепла, которое необходимо снимать примерно также, как снимается тепло в любом реакторе. Поэтому окончательно все равно получается ядерный реактор, но усложненный по сравнению с обычным реактором из-за наличия экрана вокруг топливных стержней и проводов для снятия электрического тока. А выигрыш в кпд оказывается не очень высоким и не оправдывает приложенных усилий. Вот по этим причинам от ядерных батарей отказались.