Atombatterie DIY ;)

[DG0MG]

@stoppi hatte ja schonmal eine "Atombatterie" gebaut, indem er einige Tritium Gaslichtquellen zusammen mit zwei Solarzellen in Alufolie eingewickelt hat: https://stoppi-homemade-physics.de/radionuklidbatterie/

Folgendes wäre doch auch ein Experimentierfeld (sofern es in DL nicht unzulässig wäre):

Den obenliegenden pn-Übergang eines Leistungstransistors mit der Am-241 Alpha-Strahlenquelle aus einem Rauchmelder aneinanderbringen - erzeugt (angeblich) mehr als 100 mV. Außerdem erzählt er interessante Sachen über die früheren Herzschrittmacher mit Atombatterie, bei denen Plutonium zur Energiegewinnung verwendet wurde. Auch von einer Diamant-Batterie mit C-14 ist die Rede.
Er erwähnt, dass der Strom nur ca. 70 µA groß ist, aber der Strom müsste doch von der Fläche des pn-Übergangs abhängig sein? Vielleicht probiert man das mal mit einer geköpften großen Fotodiode oder so.
Er nennt den Effekt "Alphavoltaik" - wenn man danach googlet, findet man mehr.

"Angeblich" habe ich geschrieben, weil ja allein die Umgebungsbeleuchtung schon 250 mV generiert und es bei seinem Versuch wegen der Kameras nicht stockdunkel ist.

[Na-22]

Man kann ja mal im Vorfeld ausrechnen, was im optimalen Fall möglich ist.
Laut Isotop-Browser haben die Am-241 Alpha-Teilchen eine Energie von knapp knapp 5,5MeV. Das sind 0,881pJ pro Alpha-Teilchen. Multipliziert man diese Energie mit der Aktivität der Quelle kommt man auf die maximal mögliche Leistung.
Nimmt man einen Rauchmelder mit 37kBq (1µCi) Aktivität an, kommt da maximal eine Leistung von knapp 33nW raus.
Das ist jetzt nicht besonders viel. Noch dazu muss man bedenken, dass aufgrund der Geometrie nicht mal die Hälfte der Alpha-Teilchen die Fotodiode erreichen werden.

[NoLi]

@stoppi hatte ja schonmal eine "Atombatterie" gebaut, indem er einige Tritium Gaslichtquellen zusammen mit zwei Solarzellen in Alufolie eingewickelt hat: https://stoppi-homemade-physics.de/radionuklidbatterie/

Folgendes wäre doch auch ein Experimentierfeld (sofern es in DL nicht unzulässig wäre):

Den obenliegenden pn-Übergang eines Leistungstransistors mit der Am-241 Alpha-Strahlenquelle aus einem Rauchmelder aneinanderbringen - erzeugt (angeblich) mehr als 100 mV.
...

Da so ein Umgang/Experiment mit einer Rauchmelder Am-241 Strahlenquelle in der BRD strafbar ist, würde ich keinen weiteren Experimentiergedanken daran verschwenden, allenfalls theoretische Überlegungen anstellen!

Norbert

[DG0MG]

Ja, stimmt ganz genau - nichts anderes habe ich geschrieben.
Aber wir haben ja auch Mitleser aus Tuvalu, Tobago, Trinidad oder wars Tahiti?!

Ein weiteres Problem (außer dem in DL verbotenen Besitz) ist die Entsorgung: Was macht man irgendwann mit den Dingern? Die Halbwertszeit von Am-241 ist immerhin 433 Jahre.
Wir denken also nur, was rauskommen KÖNNTE, weil ernsthaft benutzen wird man es eh nicht können.

Nimmt man einen Rauchmelder mit 37kBq (1µCi) Aktivität an, kommt da maximal eine Leistung von knapp 33nW raus.

Oh, das ist nicht sehr viel, da sind die 70 nW, die stoppi mit den Solarzellen erzeugt hat, ja noch besser. Aber man würde ja vielleicht sowieso 10 Strahler und 10 pn-Übergänge benutzen, um wenigstens erstmal eine Spannung von 1 Volt zu haben - macht 330 nW. Abzüglich der nur maximal halbkugelförmigen Ausnutzung und irgendeines schlechten Wirkungsgrades wird man wahrscheinlich in der gleichen Region wie die Solarzellen landen, hätte den Strom aber immerhin erheblich länger - die Tritium-Gaslichtquellen haben ja nur eine HWZ von 12 Jahren.

@Na-22
Zum Vergleich, in den Plutonium-Herzschrittmachern waren 200 mg Pu-238 (lt. [1] 100 GBq) verbaut, was wäre das für eine lieferbare Leistung in Alpha-Voltaik? (Das hat zwar in der Realität thermisch funktioniert, aber trotzdem). Das Plutonium war 75°C warm und das Temperaturgefälle zum "nur" 37°C warmen Körper ergab die Energie.

und
Für die Promethium-Herzschrittmacher mit Pm-147 (HWZ 2,6a), die dann mit Beta-Voltaik [2] funktionierten habe ich leider keine Menge oder Gesamtaktivität gefunden. Findet jemand eine Aktivität?

[1] https://web.archive.org/web/20160711004228/http://www.bfs.de/DE/themen/ion/anwendung-medizin/mehr-infos/herzschrittmacher.html
[2] https://de.wikipedia.org/wiki/Betavoltaik
[3] https://de.wikipedia.org/wiki/Diamantenbatterie

[NoLi]

...
Für die Promethium-Herzschrittmacher mit Pm-147 (HWZ 2,6a), die dann mit Beta-Voltaik [2] funktionierten habe ich leider keine Menge oder Gesamtaktivität gefunden. Findet jemand eine Aktivität?
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Pm-147: 74 GBq bis 111 GBq.

Norbert

[Na-22]

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@Na-22
Zum Vergleich, in den Plutonium-Herzschrittmachern waren 200 mg Pu-238 (lt. [1] 100 GBq) verbaut, was wäre das für eine lieferbare Leistung in Alpha-Voltaik? (Das hat zwar in der Realität thermisch funktioniert, aber trotzdem). Das Plutonium war 75°C warm und das Temperaturgefälle zum "nur" 37°C warmen Körper ergab die Energie.
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Für die Rechnung habe ich die Energie der Pu-238 Alphateilchen mit 5,5 MeV angesetzt. Die erzeugen dann bei 100 GBq Aktivität eine Leistung von 88 mW. Je nachdem, wie viel man davon dann tatsächlich in elektrische Leistung umwandeln kann, lässt sich damit dann schon was betreiben.

[Na-22]

...
und
Für die Promethium-Herzschrittmacher mit Pm-147 (HWZ 2,6a), die dann mit Beta-Voltaik [2] funktionierten habe ich leider keine Menge oder Gesamtaktivität gefunden. Findet jemand eine Aktivität?
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Für Pm-147 wird die mittlere Energie der Elektronen beim Zerfalls mit 62 keV angegeben. Damit komme ich mit 100 GBq Aktivität auf eine Leistung von knapp 1 mW. Auch hier muss noch der Wirkungsgrad betrachtet werden.

[DG0MG]

Dieses eher "entertaining" Video geht den schon bekannten Weg von einer größeren Anzahl von Tritium-Leuchtröhrchen auf einer Solarzelle, um damit ein Tetris-Spiel zu betreiben. Die Besonderheit ist das Speichern und damit Aufsummieren der elektrischen Energie in einer Dünnfilmbatterie (noch nie gehört). Das reicht dann nach einer Woche warten für 1 Minute Tetris spielen:

[Hans-Dieter]

@stoppi hatte ja schonmal eine "Atombatterie" gebaut, indem er einige Tritium Gaslichtquellen zusammen mit zwei Solarzellen in Alufolie eingewickelt hat: https://stoppi-homemade-physics.de/radionuklidbatterie/

Folgendes wäre doch auch ein Experimentierfeld (sofern es in DL nicht unzulässig wäre):

Den obenliegenden pn-Übergang eines Leistungstransistors mit der Am-241 Alpha-Strahlenquelle aus einem Rauchmelder aneinanderbringen - erzeugt (angeblich) mehr als 100 mV.
...

Da so ein Umgang/Experiment mit einer Rauchmelder Am-241 Strahlenquelle in der BRD strafbar ist, würde ich keinen weiteren Experimentiergedanken daran verschwenden, allenfalls theoretische Überlegungen anstellen!

Norbert