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本物の「原子力電池」を作ってみた

本物の「原子力電池」を作ってみた

今回は今井智大さんのブログ『Orbital Railway』からご寄稿いただきました。
※すべての画像が表示されない場合は、http://getnews.jp/archives/414609をごらんください。

本物の「原子力電池」を作ってみた

自作原子力電池「RPEG-1(仮)」

本物の「原子力電池」を作ってみた

(画像が見られない方は下記URLからご覧ください)
http://px1img.getnews.jp/img/archives/2013/09/denchi01.jpg

十分な強度を持つアルミケースに収納しています。

本物の「原子力電池」を作ってみた

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http://px1img.getnews.jp/img/archives/2013/09/denchi02.jpg

有機半導体電解コンデンサに充電中の様子。しっかりと充電が可能です。

さてはて、このところ主に宇宙用の原子力電池などを調べたりしつつ本出したりしておりますが、なんとか本物の原子力電池を作ってみたいなあと昔から思いつつ、この度やっとできました!

原子力電池は放射性物質が放射壊変する際の崩壊熱や、放射線そのものを利用するため、半導体素子等による変換利用する基本的に能動的な動作機構を持ちません。そのため構造としてはかなり単純です。半導体を用いた変換方式としては以下の種類などがあります。


● 熱電変換…アルファ崩壊などによる崩壊熱とその温度差を利用します。

● β線変換…ベータ崩壊による電子によって直接PN接合半導体で直接発電します。

● 光電変換…ベータ崩壊による電子で蛍光物質を励起させ、その光で発電します。

他にも圧電方式や熱電子方式、熱光電方式、スターリング発電方式など様々ですが入手できる部品から考えるに、光電変換方式が一番作りやすいかと思いました。

まず考えなければいけないのが、放射性物質です。一番肝心で一番入手が難しいです。コレがなければ話になりません。

宇宙用の原子力電池で主に利用されるプルトニウム238なんて逆立ちしても手に入る訳がありません。
まずまともに熱電変換できるだけの崩壊熱を取れる量の放射性物質なぞ法的にも多分アウトです。

なので熱電変換や熱電子方式など熱による方法は無理です。…変換用のペルチェ素子は手に入れやすいのですが。

そうなると熱を用いない、非熱的発電方式となるとβ線、または光子による発電となります。
β線による直接発電としては、

「中国のECサイトで本物の『原子力電池』が販売中!20年交換不要」 2013年01月12日 『秒刊サンデー』
http://www.yukawanet.com/archives/4376941.html

で話題になったCityLabs社製のNanoTritiumバッテリなどが上げられます。水素の同位体であるトリチウム(三重水素)を最大で2Ci(1Ci=37GBq)程搭載し、放出されるβ線が持つ最大18.6keVの運動エネルギーを直接GaP(リン化ガリウム)の半導体素子で電力に変換するというものです。

主に軍事用としての利用が想定されていて航空宇宙・防衛企業大手のロッキード・マーチン社による耐久試験も行われたそうです。他にはペースメーカーなどの医療分野での利用も考えられるとの事。

で、仮にこれを輸入しようとすると、日本の法律で規制を受けないトリチウムの量は1GBqまでと制限されてるので74倍もオーバーしてしまいます。十数万円と非常に高価な上に税関で止められてしまうかもしれません。

しかしトリチウムなら規制値未満のものがルミノックス等の腕時計やキーホルダーの光源として使われてますので、放射性物質の中ではかなり入手しやすい部類です。

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