Тритий и его КПД

Все, что мы делаем, требует источника энергии — космический аппарат, кардиостимулятор, фонарик в спасательном жилете и многое, многое другое. Энергию устройство может получать из окружающей среды, если в ней есть перепад температур, электромагнитное излучение или перемещение вещества. Но если ничего этого нет или устройство должно иметь малые размеры, приходится задуматься о собственном, внутреннем источнике.

Самое распространенное решение — батареи или аккумуляторы (которые сейчас часто неправильно называют батарейками). Однако есть ситуации, когда и это — не решение, например, при очень низких температурах и весьма больших сроках службы. В этих случаях применяют радиоизотопные источники — в них источником энергии служит радиоактивный изотоп, а преобразование энергии вылетающих частиц в электроэнергию может делаться самыми разными способами. Например, если это α-активный изотоп, то пробег частиц мал, они тормозятся в самом материале, их энергия превращается в тепло, а дальше — термоэлемент. Если это β-активный изотоп, то электроны могут вызывать свечение люминофора, а дальше — фотоэлемент. Третий путь — это прямая передача энергии вылетающих электронов — электронам полупроводника.

Источник электроэнергии на основе изотопа водорода, трития, и полупроводниковой структуры AlGaAs/GaAs сделали В.П.Хвостиков, В.С.Калиновский, С.В.Сорокина, О.А.Хвостикова и В.М.Андреев, сотрудники Физико-технического института имени А.Ф.Иоффе. Теоретически КПД такой структуры может достигать 22%, но пока что авторы сделали источник с КПД 6%, напряжением холостого хода — до 0,5 В, плотностью тока короткого замыкания — до 1000 нА/см², плотностью мощности — до 0,56 мкВт/см².

(Письма в ЖТФ, 2019, № 23)