Radioliza apei cu electrozi de Th232 si Ni63

Descrierea unei inovații în radioliza electrozilor de Th-232 și Ni-63, înveliți în grafit pirolitic, într-un bazin de beton căptușit cu plumb, implică integrarea mai multor tehnologii avansate. Iată o prezentare detaliată:

Conceptul de bază:

 * Scopul principal este de a utiliza radiațiile beta emise de Ni-63 și radiațiile alfa și gamma emise în seria de dezintegrare a Th-232 pentru a induce radioliza apei, producând hidrogen și oxigen.

 * Grafitul pirolitic servește ca o barieră protectoare și conductor electric, în timp ce bazinul de beton căptușit cu plumb asigură ecranarea radiațiilor.

Inovații:

 * Nano-structurarea grafitului pirolitic:

   * Modificarea structurii grafitului pirolitic la scară nanometrică pentru a crește suprafața activă și a îmbunătăți conductivitatea electrică.

   * Integrarea de nano-particule catalitice (de exemplu, oxid de titan sau platină) în matricea de grafit pirolitic pentru a accelera radioliza apei.

 * Optimizarea geometriei electrozilor:

   * Proiectarea electrozilor cu geometrii optimizate pentru a maximiza interacțiunea radiațiilor cu apa.

   * Utilizarea de structuri poroase sau de micro-canale pentru a crește suprafața de contact cu apa.

 * Sistem de extracție a gazelor:

   * Implementarea unui sistem eficient de extracție a hidrogenului și oxigenului, cu separare și purificare integrate.

   * Utilizarea de membrane selective sau adsorbție pentru a separa hidrogenul de oxigen și alte gaze.

 * Monitorizare și control avansate:

   * Integrarea de senzori pentru monitorizarea continuă a nivelurilor de radiații, temperaturii, pH-ului și compoziției gazelor.

   * Utilizarea inteligenței artificiale pentru a optimiza parametrii de funcționare și a maximiza producția de hidrogen.

 * Sistem de racire avansat:

   * Deoarece ambele tipuri de elemente radioactive produc si energie termica, este necesara un sistem de racire performant, ce poate consta in tubulatura prin care circula un agent de racire, imersata in interiorul bazinului.

 * Captarea neutronilor:

   * Desi in seria de dezintegrare a toriului numarul de neutroni liberi eliberati este mic, adaugarea in structura de beton a unor materiale ce au o sectiune de captura mare a neutronilor, cum ar fi borul, va duce la o mai buna ecranare.

Bazinul de beton căptușit cu plumb:

 * Structură modulară:

   * Proiectarea bazinului de beton ca o structură modulară, permițând extinderea sau modificarea ușoară a sistemului.

 * Căptușeală multistrat:

   * Utilizarea unei căptușeli multistrat, cu straturi de plumb, oțel inoxidabil și materiale rezistente la coroziune, pentru a asigura o ecranare eficientă și o durabilitate îndelungată.

 * Sistem de ventilație controlată:

   * Implementarea unui sistem de ventilatie ce filtreaza si monitorizeaza aerul din interiorul bazinului.

Beneficii:

 * Producție de hidrogen verde: Utilizarea materialelor radioactive permite producția de hidrogen fără emisii de carbon.

 * Durabilitate îndelungată: Toriul-232 și nichelul-63 au timpi de înjumătățire foarte lungi, asigurând o durată de viață îndelungată a sistemului.

 * Aplicații off-grid: Sistemul poate fi utilizat pentru a produce hidrogen în locații izolate sau pentru aplicații off-grid.

Considerații de siguranță:

 * Manipularea materialelor radioactive necesită măsuri stricte de siguranță și respectarea reglementărilor.

 * Sistemul trebuie proiectat pentru a preveni orice scurgere de materiale radioactive sau gaze.

 * Monitorizarea continuă a nivelurilor de radiații este esențială.

Această inovație reprezintă un pas important către utilizarea energiei nucleare pentru producția de hidrogen verde, cu aplicații potențiale în diverse sectoare.