Was erzeugt eine Radionuklidbatterie?
Wie viel Volt und Ampere liefert sie? Welche Isotope werden verwendet und wie lange hält die Batterie?
6 Antworten
Wärme. Die Strahlung ist für das entstehen von nuklearer Zerwallswärme unerlässlich aber auch genau so unerwünscht. Das ersetzt einfach nur einen Brennstoff.
Ein Peltieelement erzeugt Strom wenn es einem Wärmegefälle ausgesetzt ist, also auf einer Seite heiß ist und auf der anderen Seiote kalt. Man kann eine Seite also Kühlen oder was viel einfacher ist heizen. Dann kommt Strom raus.
Der radioaktive Zerfall sorgt einfach nur dafür, dass eine Seite immer gegenüber der Umgebung heißer ist und so kann man also ohne ständige Zufuhr vonbrennstoff und Luft Strom machen. Sehr ineffizient und schwach, dafür aber absolut Wartungsfrei, funktioniert im Weltraum und es funktioniert Jahrzehnte. Inrußland stehen Leuchttürme in Gegenden wo man kaum hin kommt. Da sind knapp tausend Kilo ¨Atommüll¨ in Fässern im Keller die dann die ca. 100W Birne im Leuchtturm antreiben. Die Linse bündelt das Licht zu einem sehr scharfen Strahl den man dann viele Kilometer weit sehen kann. Elektroautos kann man mit so was also nicht antreiben, ein durchschnittsauto braucht zum fahren zig Kilowatt, eine handliche Radionuklidbatterie bringt gerade mal 10 Watt. Um eine Stunde zu fahren müsste man also 1000 Stunden Strom sammeln.
Beispiel der Marsrover Curiosity: Die Radionuklidbatterie erzeugt in erster Linie aus ca 2000 Watt Wärme, die durch den radioaktiven Zerfall von 4,8 Kilo Plutonium entsteht, Elektrizität. Erzeugt werden maximal 110 Watt bei einer Gleichspannung von 28 Volt. Woher die 600 Volt weiter unten kommen ist mir schleierhaft. Jedenfalls kommst du dann auf:
I=P/U
I=110 W/ 28 V
I=3,929 A
Die Radionuklidbatterie hält sehr viele viele Jahre, es kommt eben darauf an, wie lange man sie einsetzen will und kann. Irgendwann wird eben der Punkt kommen, dass die Leistung so niedrig ist, dass man sie nicht nutzen kann. In 87,7 Jahren hast du die erste Halbwertszeit hinter dir, das bedeutet, dass sich auch die Leistung auf 55 Watt schon mal verringert hat. Bei der nächsten Halbwertstzeit sind es nur noch 27,5 Watt, usw. Bei Curiosity hat man zusätzlich zwei Lithiumakkus, die von der Radionuklidbatterie gespeist werden. Im Rückschluss bedeutet das also, dass man etwas Energie zum Nutzen häufen kann. Da ich den Verbrauch nicht kenne ist das schwer zu sagen. Die Einsatzdauer kann man sicher mit mindestens 50 Jahren angeben, was darüber hinaus noch gemacht werden kann steht in den Sternen, da es im Einzelfall bewertet werden muss.
Im Artikel der Wikipedia werden die Isotope genannt. Die Haltbarkeit ergibt sich aus deren Halbwertszeit, das ist die Zeit in der sich die Leistung halbiert. Volt und Ampere sind beliebig gross, da sie wie bei der Autobatterie von der Grösse, also der Menge des verwendeten Materials abhängen.
um die 600 volt aber sei vorsichtig weil sich das auch schnell Spalten kann
Wieso interessieren Dich die Ampere? Am Ende sind doch die Wattstunden entscheidend.