Nükleer pil nedir? Nükleer pil teknolojisi, elektrik üretmek için radyoaktif izotopların atom çekirdeklerinin kendiliğinden bozunmasına bağlıdır. Nükleer pilin avantajlarından biri, hidrojen yakıt pillerinden yaklaşık on kat ve elektrokimyasal pillerden bin kat daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmasıdır.
Enerji dönüştürme durumlarına göre nükleer piller ikiye ayrılmaktadır. Bunlar termal dönüştürücüler ve termal olmayan dönüştürücülerdir. Termal olan dönüştürücüler, nükleer bozulmanın ürettiği ısıyı alarak bir kısmını elektriğe dönüştürür. Termal olmayan dönüştürücüler ise; ısıya dönüşmeden önce doğrudan yayılan radyasyondan enerji çekerler.
Bir nükleer pilin çalışmaya başlaması biraz yatırım gerektirebilir fakat son derece uzun ömürlüdür ve düşük bakım ve çalıştırma maliyetlerine sahiptir. Bilim adamlarının dikkatini çeken nükleer pil alanındaki araştırma faaliyetleri son dönemlerde oldukça hızlanmıştır.
Askeri ve ticari uygulamalar dahil olmak üzere birçok uygulama için güvenli bir olanak sağlayan nükleer pil teknolojisi, zorlu çevre koşulları altında bile çalışmasını sürdürebilir. Bu piller yapılan deneylerde, geniş bir sıcaklık aralığı altında, düşük güç uygulamasında bile yüksek enerji yoğunluğu göstermiştir.
Nükleer piller tekrardan şarj edilemezler fakat zaten tek kullanımları yeterince verimlidir. Genellikle uzay aracı, kalp pilleri, sualtı sistemleri ve dünyanın uzak bölgelerindeki bilimsel istasyonlar gibi uzun süre gözetimsiz çalışabilecek ekipmanlar için güç kaynağı oluşturabilirler.
İçindekiler
Nükleer Pil Tarihi
Nükleer pil teknolojisi, ilk olarak 1913 senesinde Henry Moseley tarafından yüklü parçacık radyasyonu aracılığıyla üretilen bir akım ile başladı. Sonrasında 1950 ve 1960’larda yaşanacak uzay gelişmeleri için uzun ömürlü güç kaynağı ihtiyacı oluşması sonucu araştırmalar hızlandı. 1954’te RCA (Radio Corporation of America) küçük radyo alıcıları ve işitme cihazları için atomik piller araştırıp tasarladı. Gerçek anlamda ilk araştırma ve geliştirme aşamalarından bu yana nükleer kaynaklardan elektrik enerjisi çıkarmak için birçok yöntem tasarlandı.
Nükleer Pil Konusundaki Gelişmeler
- Ulusal Bilim ve Teknoloji Üniversitesi bilim adamları, 20 yıla kadar dayanabilen kompakt bir nükleer pil geliştirdiklerini duyurdu. Pil; önceki tasarımlardan 3 kat daha küçük, gücü 10 kat arttırılmış ve maliyeti yüzde 50 azaltılmış bir nükleer pil olarak öne çıkıyor. Bilim adamları bu pilin aşırı sıcaklarda, uzayda, su altında ve yüksek rakımlı bölgeler gibi ulaşılması zor bölgelerde acil durum güç kaynağı olarak kullanılabileceğini ve oldukça uzun ömürlü olduğunu belirtiyor.
- Kaliforniya merkezli NDB de, nükleer atık kullanan ve 28.000 yıla kadar dayanan bir batarya geliştirdiklerini açıkladı. Elmas pil olarak adlandırılan bu piller nükleer pilin bir kolu olarak tanıtıldı. Nano elmas pilin gücü, nükleer reaktörlerde kullanılan radyoaktif izotoplardan gelmekte. Bu pillerde radyoaktif çekirdeği, zarar görmesi ve kırılması çok zor olan çok katmanlı elmaslar koruyor. NDB’nin CEO’su Nima Golsharifi bu pille ilgili şunları söyledi: ‘’ Toplumun üyeleri olarak, gezegenin refahı konusunda son derece endişeliyiz ve gezegenimizi gelecek nesiller için korumak ve iklim değişikliğini azaltmak nihai hedefimiz. NDB pil ile, emisyonsuz binlerce yıl dayanan ve cihazlara güç sağlamak için yalnızca doğal havaya erişim gerektiren bir pilin çığır açan teknolojik atılımını gerçekleştirdik.’’ Şirket şu anda ilk ticari prototip pili geliştiriyor ve bu yıl içinde satışa sunacağını da duyurdu.
Nükleer Pil Konusundaki Beklentiler Nedir?
Nükleer pilin tıbbi uygulamalar için umut olduğu düşünülmekte. Son teknoloji ürünü kalp pillerinin çoğu 10 santimetre küpün üzerinde boyutlarda ve yaklaşık 10 mikrowatt güç gerektirmekte. Bu nükleer pillerin, tasarım ve boyutlarında herhangi bir değişiklik olmadan bu cihazlara güç sağlamada kullanılabileceği anlamına geliyor. Değiştirilmesi ve bakımının yapılması gerekmeyen kalıcı kalp pilleri hastaların yaşam kalitesini arttıracaktır.
Uzay endüstrisi de kompakt nükleer pillerden büyük ölçüde faydalanma yolunda. Özellikle, uzay aracı içi entegre güç kaynağı sistemlerine sahip otonom birimler için nükleer pil teknolojisine güveniliyor. Nükleer pilin çok çeşitli sıcaklıklarda çalışabilir olması da onu uzay aracına güç sağlayacak ideal bir malzeme haline getiriyor.
Araştırmacılar, nükleer pillerle ilgili çalışmalarına devam ediyor. Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü’nde nano yapı fiziği ve kimya bölümü başkanı olan Vladimir Blank, bu konuyla ilgili şu yorumda bulunuyor: ‘’ Şimdiye kadar nükleer pil konusunda elde edilen sonuçlar oldukça dikkat çekici. Bütün bu gelişmeler tıp ve uzay teknolojisi için kullanılabilir. Ancak biz insanlık olarak bununla yetinmeyip daha fazlasını yapmayı planlıyoruz.’’
