АТОМНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2000 года по МПК G21H1/00 

Предлагается электрический элемент, в котором источником энергии является плита, выполненная из композитных материалов, взятых от отработанных радиоактивных стержней атомных реакторов.

Устройство может быть использовано как источник электрической энергии в районах Крайнего Севера, маяках, экспедициях на подводных лодках. Ближайшим аналогом является "Атомный электрический элемент" Б.В.Некрасов "Основы общей химии" том 3, стр. 358.

Упомянутый элемент работает только на изотопах Po-Be, как не дающих γ- лучей. Источник энергии маломощный.

Целью предлагаемого устройства является использование отработанных радиоактивных материалов, повышение КПД и параметров тока.

Указанная цель достигается тем, что радиоактивный излучатель выполнен в виде плит из композитных радиоактивных материалов, экран оборудован жалюзи в виде конденсатора, а источник тока оборудован трансформатором с двойной катушкой, намотанной в зеркальной симметрии, и переключателем фаз.

Предлагаемое устройство имеет следующую конструкцию: (см. черт.) в герметичном кожухе 1, облицованном свинцовой оболочкой, выкачан воздух, вакуум поддерживается автоматически через эжектор 2.

В центре кожуха 1 установлена плита 3, изготовленная из композитного материала, из радиоактивных изотопов, полученных от отработанных стержней атомных реакторов в композиции со связующим веществом. По обеим сторонам плиты 3 /излучателя/ параллельно ей установлены экраны 4 в виде конденсаторных пластин 5. В пространстве между излучателем 3 и экранами 4 установлены жалюзи 6 в виде конденсатора, находящегося постоянно под напряжением.

От экранов 4 идут токосъемники 7, 7', направленные в входные спирали трансформатора 8.

Обе спирали установлены в зеркальной симметрии друг к другу, концы спиралей заземлены через резисторы 9.

Токосъемники 7, 7' проходят через роторный переключатель фаз 10, выполненный в виде диска из диэлектрика с металлическими контактными пластинами 11. Диск имеет привод с частотой вращения 17 об/с. Металлические пластины установлены на равном друг от друга расстоянии и занимают сектор в 60^o.

Таким образом, при вращении 17 об/с контактные пластины переключают фазы с частотой 50 герц.

Устройство работает следующим образом: от излучателя 3 перпендикулярно его поверхности излучаются β-, γ- лучи.

β- лучи, попадая в электрическое поле между пластинами жалюзи 6, отклоняются от прямолинейного движения, проскакивают в канале между крыльями жалюзи. Электроны, соударяясь с поверхностью металлического экрана, внедряются в его поверхность, придавая электрический заряд конденсатору 5.

С конденсатора 5 токосъемниками 7, 7' заряд передается на витки трансформатора 8, где на вторичной обмотке трансформатора индукцируется выходной ток.

Для того чтобы ток был переменным с частотой 50 герц, на пути токосъемника 7, 7' установлен переключатель фаз 10, который при помощи контактных пластин 11 переключает поочередно то один, то другой токосъемник и таким образом на обмотках первичных трансформаторов, расположенных в зеркальной симметрии, проходят токи в противоположных направлениях с частотой 50 герц. γ- лучи, попадая в электрическое поле между пластинами жалюзи 6, не отклоняются, а идут прямолинейно, прямо на поверхность пластин жалюзи, которые имеют свинцовую прокладку и поглощаются на их поверхности.

Таким образом, жалюзи выполняют роль фильтра, задерживающего γ- лучи и пропускающего β- лучи на экране 4.

Пластины жалюзи состоят из трех слоев: два слоя из металла и между ними слой диэлектрика /изолятора/.

Использование: в качестве автономного источника электрической энергии, например, в районах Крайнего Севера, подводных лодках, маяках. Сущность изобретения: в центре герметичного вакуумированного кожуха расположена плита, выполненная из композитного материала, содержащего отработанное ядерное топливо. По обеим сторонам пластины параллельно ей установлены металлические экраны. Перед экранами под углом к их поверхности установлены жалюзи в виде конденсаторных пластин, находящихся под напряжением. Электроны, выходящие из плиты, проходят между пластинами жалюзи и создают электрический заряд на поверхности экранов. Электрический заряд с помощью токосъемников через переключатель фаз передается на первичную обмотку трансформатора, на вторичной обмотке которого индуцируется выходной ток. При этом жалюзи защищают поверхность экранов от γ-излучения. Технический результат заключается в полезном использовании отходов атомной промышленности и создании компактного автономного источника электрической энергии. 1 ил.

Атомный электрический элемент, состоящий из радиоактивного источника и экрана, заключенных в кожух под вакуумом, отличающийся тем, что радиоактивный источник выполнен в виде пластины из композитного материала, отработанного урана, а экран-источник электричества оборудован жалюзи в виде заряженных пластин конденсатора, направленных под углом к поверхности экрана, оборудованного трансформатором с двойной катушкой в зеркальной симметрии и переключателем фаз.