¿Cómo afecta la radiación de neutrones a una batería de iones de litio?

Un material se ve afectado por la radiación de neutrones de acuerdo con la masa del material (área de sección transversal) y la velocidad (nivel de energía) de los neutrones.

Si un material con alta masa (por ejemplo, plomo), tendrá una mayor capacidad de “bloqueo” que los materiales menos densos. Si un neutrón es muy rápido (alta energía) como los neutrones de 14 Mev en una reacción de fusión, entonces atravesará el acero más fácilmente que a través del plomo (por lo tanto, la bomba de neutrones contra los tanques).

El litio es solo 3 y el oxígeno es solo 8 (números atómicos), por lo que son muy pequeños. Sin embargo, si los neutrones son neutrones lentos (<3 MeV), entonces los materiales menos densos proporcionarán un área de colisión mayor que los neutrones más rápidos. Estas son pautas generales. Por lo tanto, los materiales menos densos se verán más afectados por los neutrones más lentos.

Necesitaremos conocer su nivel y flujo de energía de neutrones (cuántos neutrones por área o volumen), así como otras radiaciones ionizantes asociadas (por ejemplo, alfa, beta, gamma, rayos X, etc.) para proporcionar una mejor predicción de los efectos. en baterías de iones de litio, porque hay numerosos materiales de diferentes densidades dentro de una batería de iones de litio.

Tantos parámetros faltantes … Energía de neutrones, densidad, química de la batería (existen numerosos tipos de iones de litio), etc.

Primero, ¿pueden los neutrones penetrar en el recipiente de la batería? En los teléfonos, la carcasa puede ser de plástico, pero en los automóviles es de metal.

En segundo lugar, hay tres materiales distintos en una batería: ánodo, cátodo y electrolito, y cada uno reaccionará de manera diferente.

El electrolito es típicamente un solvente orgánico con iones de litio en solución. Siempre olvido cuál es el ánodo y cuál es el cátodo, pero uno es típicamente carbono y el otro es un compuesto de litio metálico de algún tipo.

Es poco probable que el bombardeo de neutrones cambie las propiedades químicas de cualquiera de los materiales. Pero me imagino que los neutones crean caminos de ionización en el electrolito, posiblemente cortándolo.

Además, algunos materiales utilizados en plantas nucleares sufren fragilidad, por lo que también podría ser un problema.

Dado suficiente flujo de neutrones, el litio se convertirá en tritio. Agregue suficiente presión y temperatura y tendrá un arma termonuclear muy pequeña mientras el tritio se fusiona.