原子力電池？ってなんですか？

質問

原子力電池ってなんでしょう？ネットで検索していてアイソトープ電池（発電機）と呼ばれているものらしい。。。
までは、分かったのですが、その原理がよくわかりません。

また、原子力電池の利用方法としては、どの程度のことまで考えられるのでしょうか？
なんでも、宇宙の探査機器や、ペースメーカーなどにはすでに利用されているとか？
一般の家電や、電気自動車、潜水艦などへの利用も可能なものなのでしょうか？

回答No.1

nitscape · ベストアンサー

参考URLに分かりづらい日本語で発電原理が書かれています。

確か77年ぐらいに打ち上げられたボイジャー1,2号探査機には原子力電池が使われていたと思います。また関係ない話しで、かつ、これも記憶が確かではありませんが、まだボイジャーのどちらかとは通信が途絶えていなかったと思います（これはNASAのホームページのどこかで現在のボイジャーの位置や通信状況を確認できます）。
一般の家電などについては現在使われているという例は知りませんが、数ヶ月前に携帯電話用の原子力電池を開発中という記事がネットでが流れていました。記憶は定かでありませんが2010年ぐらいの実用化をめざしていたと思います。

参考URL：

http://mext-atm.jst.go.jp/atomica/owa/display?opt=1&term_no=08-04-02-08

お礼

みなさん、ご回答ありがとうございます。
みなさんから頂いたご回答をもとに少し理解できてきました。

・カリウム４０などの放射性元素の自然に起きる原子崩壊で発生する
　放射線をエネルギー源とする。
・放射線は、物質に吸収されると熱エネルギーに変換される
・この熱エネルギーを温度差があると電気が発生する装置に用いて起電する。

といった理解なのですが、これで間違いないでしょうか？

それと、nitscapeさんがご紹介くださったＨＰにちょこっと書いてある
「半減期の長いアイソトープの崩壊エネルギーを直接電気に変換するか・・・」が
気になっています。熱変換方式とは異なる起電の方法もあるようにの受け取れるのですが・・・

回答No.5

anisol

＞これで間違いないでしょうか

後で気付いたのですが、カリウム 40 は nitscape さん紹介のサイトの「熱源として使用できるアイソトープの特性」の表に載っておらず、工業的に線源として利用されることも（知る限り）ないようなので例示としては少し不適当かもしれません。また細かい点ですが「放射性元素」は「放射性同位元素」、「原子崩壊」は「放射性壊変」、「起電」は「発電」としたほうがより望ましい気がします。

お礼

＞また細かい点ですが・・・いえいえ、自分で調べていくときには、用語が正しいかどうかって結構重要ですよね！ありがとうございました。

回答No.4

anisol

＞これで間違いないでしょうか

いいんじゃないでしょうか。

＞熱変換方式とは異なる起電の方法もあるようにの受け取れるのですが

直接法として「荷電粒子を集電極に捕集する方式」、「半導体 p-n 接合に照射して起電力を得る方式」などがあるそうです（化学大辞典、東京化学同人）。

後者は太陽電池と基本的に原理は同じだと思います。半導体内で電子-正孔対を作るエネルギーが光子か、放射線かの違いだけでしょう。前者については私は具体的なイメージが湧かず、わかりません

お礼

ありがとうございます。太陽電池ですね！イメージができました
これから、またボチボチ調べて勉強していこうこと思います。

回答No.3

sunanegi

原子崩壊に発生する熱を利用して、熱伝対により、電流を取り出します（電池）

熱電対：２類の金属を接合させ、接合面を加熱と冷却をすると電流が流れる

変換効率が悪いので、専らセンサーとして利用されています。

家電　　　　放射線被爆の可能性があるから無理
自動車　　　安くて安全なエネルーギがある
潜水艦　　　原子力が究極
安く安全なエネルーギが手にはいる地上では、
利用価値といったら軍事利用ですかね。

お礼

みなさん、ご回答ありがとうございます。
みなさんから頂いたご回答をもとに少し理解できてきました。

・カリウム４０などの放射性元素の自然に起きる原子崩壊で発生する
　放射線をエネルギー源とする。
・放射線は、物質に吸収されると熱エネルギーに変換される
・この熱エネルギーを温度差があると電気が発生する装置に用いて起電する。

といった理解なのですが、これで間違いないでしょうか？

それと、nitscapeさんがご紹介くださったＨＰにちょこっと書いてある
「半減期の長いアイソトープの崩壊エネルギーを直接電気に変換するか・・・」が
気になっています。熱変換方式とは異なる起電の方法もあるようにの受け取れるのですが・・・

回答No.2

dyadics13

手っ取り早く言うと，温度差によって
起電力を発生させる熱電対の原理を
応用したものです．
温度差を生み出す熱源に，
プルトニウムなどの放射性同位元素を
用いるわけですね．

お礼

みなさん、ご回答ありがとうございます。
みなさんから頂いたご回答をもとに少し理解できてきました。

・カリウム４０などの放射性元素の自然に起きる原子崩壊で発生する
　放射線をエネルギー源とする。
・放射線は、物質に吸収されると熱エネルギーに変換される
・この熱エネルギーを温度差があると電気が発生する装置に用いて起電する。

といった理解なのですが、これで間違いないでしょうか？

それと、nitscapeさんがご紹介くださったＨＰにちょこっと書いてある
「半減期の長いアイソトープの崩壊エネルギーを直接電気に変換するか・・・」が
気になっています。熱変換方式とは異なる起電の方法もあるようにの受け取れるのですが・・・