Zöld Energia
Magyar kutatók újfajta detektort fejlesztenek a radioaktív sugárzás mérésére
Magyar kutatók újfajta detektort fejlesztenek a radioaktív sugárzás mérésére, a debreceni ELKH Atommagkutató Intézet (ATOMKI) és a Szegedi Tudományegyetem (SZTE) munkatársai egy különleges ásványcsalád, a perovszkitok tulajdonságait vizsgálták.
A kutatók célja, hogy ezek felhasználásával a mérési pontosság megtartása mellett miniatürizált detektorokat fejlesszenek ki, amelyeket többek között az űrkutatásban, az atomerőművekben, valamint a fúziós reaktorokban lehet majd speciális mérésekre használni – közölte hétfőn az MTI-vel az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat. Az ATOMKI és az SZTE munkatársai kutatási eredményeiket a rangos Advanced Functional Materials tudományos szakfolyóiratban közölték, valamint a vizsgált perovszkitok felhasználásával készült detektorok alkalmazására nemzetközi szabadalmi beadvány is született.
A radioaktivitás jelenségét 1896-ban fedezték fel, a sugárzások detektálására a kutatások korai szakaszában jellemzően úgynevezett szcintillátoranyagokat használtak, amelyek a beérkező részecskékre fényfelvillanással válaszolnak. Az első észlelések elsötétített szobában, szabad szemmel történtek. Ilyen típusú detektorokat ma is használnak, egyszerűségüknek és nagy időmérési pontosságuknak köszönhetően, a kristályban történő felvillanásokat azonban már fényérzékelő elektronikai egységek figyelik. A begyűjtött jelek alakjából következtetni lehet a detektált részecske fajtájára, nagyságából pedig a részecske energiájára.
Az ATOMKI és az SZTE kutatói azért kezdték el vizsgálni a mostanában egyre nagyobb népszerűségnek örvendő kristályos anyag, a perovszkit tulajdonságait, mivel bizonyos alkalmazások esetén szükséges, hogy a szcintillátoranyagból egészen apró detektort lehessen készíteni, ami kis mérete ellenére is megbízható adatokat szolgáltat. A vizsgálatok eredményei szerint a vékonyrétegű perovszkitok alkalmasak töltött részecskék detektálására, ugyanakkor érzéketlenek a gamma-sugárzással szemben, ami bizonyos mérési körülmények között kifejezetten előnyös. A kutatók bíznak abban, hogy a szcintillátorként korábban még nem alkalmazott anyag új szerepében kiválóan teljesít majd, és megfelelhet az űrkutatás, az atomerőművek, vagy akár a fúziós reaktorok szigorú követelményeinek, valamint hasznosnak bizonyul a környezeti sugárbiztonság területén is. Használatára főként ott lehet szükség, ahol mikroszkopikus mennyiségű radioaktív anyag megbízható azonosítására van szükség zavaró háttérsugárzások mellett is.
A perovszkit nem egyetlen ásványt jelöl, hanem egy meghatározott szerkezettel bíró, négyszáznál több taggal rendelkező ásványcsaládot. Ezek közül a magyar kutatók a rézalapú perovszkitok szcintillációs tulajdonságait tanulmányozták, és rendkívül biztató eredményekre jutottak. A kutatómunka során az SZTE szakemberei rétegkészítési eljárással a hajszál vastagságához hasonló vékonyrétegeket állítottak elő, amelynek felülete viszont bármekkora lehet. Az ATOMKI kutatói megvizsgálták, hogy az előállított rétegekben különféle fajtájú és energiájú részecskesugárzások hatására milyen fénykibocsátás történik. Külön vizsgálat tárgya volt, hogy a perovszkit vékonyréteg miként viseli az extrém körülményeket, valamint a réteget érő intenzív részecskezáport.
Zöld Energia
Új típusú energiatárolót dolgoztak ki
A spanyol kutatók egyelőre egy prototípust hoztak létre az új technológia segítségével.
Spanyol kutatók olyan új hőenergia-tároló rendszert (TES) terveztek, amely termoelektromos hőszivattyút (TEHP) használ az áram hővé történő átalakításához – számol be a PV Magazine. A hőszivattyút a változó vezetőképességű hőcsövek alternatívájaként használják.
Az újszerű kialakítás négy fő komponenst tartalmaz, nevezetesen egy termoelektromos hőszivattyúrendszert, egy elektromos ellenállást, egy TES-ciklust, valamint egy nyílt hurkot, amelyben a levegő a hőátadó közeg. A rendszer levegőjét a termoelektromos hőszivattyú melegíti fel, amely termoelektromos modulokat használ, kiegészítve az elektromos ellenállással.
A berendezés termoelektromos része hat TEHP-blokkból épül fel. Az első három egyfokozatú termoelektromos hőszivattyú (OTEHP) konfigurációt alkalmaz, mindegyik egy-egy TEM-et használ, mindkét oldalon egy-egy hőcserélővel. A következő három blokk kétfokozatú hőelektromos hőszivattyú (TTEHP), piramis alakú konfigurációval. Ennek a köztes hőcserélőnek a kialakítása egy nagyhatékonyságú, négy hőcsőből álló rendszert használ, amelyben munkafolyadékként víz van. A hőátadás az első fokozatból a második fokozatba ezeken a csöveken keresztül, a víz halmazállapot-változása révén történik.
A kutatók egy rendszerprototípust is létrehoztak, amelyen 45 forgatókönyvet teszteltek különböző feszültségekkel, bemeneti hőmérsékletekkel, illetve és légáramlási sebességekkel. A feszültségek 4, 6, 8 vagy 10 volt, a bemeneti hőmérséklet 120, 160 vagy 200 Celsius-fok, a légáramlási sebesség pedig 13, 18 vagy 23 köbméter per óra volt, utóbbi esetén 655,5 wattnyi hőt termeltek 1,35 COP mellett.
A kifejlesztett TEHP-rendszer integrálása egy elektromos ellenálláson alapuló hőenergiatároló rendszer töltési folyamatába 15, illetve 30 százalékkal növeli az energiaátalakítás hatékonyságát 120 és 200 Celsius-fok közötti energiatárolási hőmérséklet esetén. A javasolt rendszerkonfiguráció 135 Celsius-fokon 112,6 százalékos hatásfokot érhet el. A csapat következő céljai között szerepel, hogy a rendszer viselkedését változó hidegforrás-hőmérséklet esetén is teszteljék.