Tritium- tai uraaniakkujen kehitys on ollut käynnissä jo pitkään. Vuonna 2011 Amerikassa aloitettiin 20 vuotta kestävien akkujen tuotanto. Niiden jännite on 3 volttia ja purkausvirta 16 nanoampeeria. Tämä laskee vähitellen viiteen.
Missä sitä käytetään?
Tritiumakkua käytetään:
- Sydämentahdistimet.
- Implantit.
- Antureita geologeille ja öljytyöntekijöille.
- Avaruusteollisuus. Erityisesti tutkimusajoneuvot.
- Nähtävyydet valaistuksella.
- Sotilaallisten indikaattoreiden toimintaa varten.
- Lentokone.
Nämä laitteet vaativat pientä virtaa, mutta pitkää käyttöikää.
Uraaniakku toimii -40 - +80 celsiusasteen lämpötiloissa.
Tritiumakun toimintaperiaate ja alan tutkimus
Se toimii vetyisotoopin tritiumin hajoamisen kautta. Tätä aihetta tutkittiin jo 1950-luvulla. Tutkimusta tehtiin nikkelillä, strontiumilla ja yttriumilla. Näistä materiaaleista ei kuitenkaan tuotettu mitään hyödyllistä.
Vain tritium tuotti halutun tuloksen. Se voi tuottaa hellävaraisen elektronivirran. Tämä auttoi luomaan pitkäkestoisen virtalähteen.
Energialähteen elektronit liikkuvat tasaisesti molempiin suuntiin. Sähköä syntyy piikiekoissa. Alle 50 % elektroneista vangittiin elektronien vuorovaikutuksessa p-n-liitosten kanssa.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi Rochesterin yliopiston tutkijat tekivät reikiä piikiekkojen pintaan. Nyt tritium täyttää reiät kokonaan. Lisäksi pii ympäröi kiekot kokonaan.
Tuloksena oleva tritiumakku kestää -50 ja +150 celsiusasteen lämpötiloja pitkiä aikoja. Tritium hajoaa 12,262 vuoden aikana. Lopputulos on:
- Elektronit
- Antineutrino
- Helium 3
Elektronien alhaisen energian vuoksi ne voidaan helposti vangita tavalliseen paperiin, kumiin tai kankaaseen.
Valmistajat ovat huolehtineet turvallisuudesta
Tritium-akuissa on hyvin tehty kotelo, joka ei päästä säteilyä ulkoiseen ympäristöön.
Teollisuus uuttaa tritiumia säteilyttämällä sitä litium-isotoopeilla ja neutroneilla. Toinen tekniikka liittyy raskaan veden (ydinreaktorin hidastimen) jälleenkäsittelyyn.
Pohjimmiltaan isotooppi ei ole vaarallinen ihmiskeholle. Sen säteily tunkeutuu ilmaan vain muutaman millimetrin syvyyteen. Jos se pääsee kehoon veden mukana, se on vaarallista.
CityLabs perustettiin vuonna 2005. Sen pääpaino on tritiumakkujen tuotannossa. Sen johtaja Larry Olsen loi pitkäikäisen akun 1970-luvulla. Sama yritys kehitti myös vuonna 2018 NanoTritium-akun, joka tunnetaan nimellä P100. Sen jännite on 0,75 volttia ja se tuottaa 75 nanowattia tehoa.
Mikropiirin positiivinen napa on pinni 1. Negatiivinen napa on pinni 15. Ulkoisesti tämä akku muistuttaa tavallista mikropiiriä. Sitä valmistetaan LCC68- ja LCC 44 -koteloissa.
Tritium-akulla, toisin kuin nuoremmilla, lyhytikäisillä veljillään, on useita etuja:
- Paine kotelon sisällä ei kasva.
- Ei kemiallisesti aktiivisia aineita.
- Kehoa ei tuhota.
- Kestää helposti mekaanisia iskuja.
- Tritiumakun käytön aikana syntyvät aineet eivät ole myrkyllisiä.
Tämän tyyppisen virtalähteen ainoa haittapuoli on hinta. Se vaihtelee tällä hetkellä suuresti, mutta on noin 2 000 dollaria.
Lue myös artikkeli atomiakku.
