Ученые изобрели ядерную батарейку, мощности которой хватит на несколько десятков лет

Вообразите крошечную батарею, которая не требует зарядки и сохраняет свою энергию целое десятилетие. Такую перспективу могут предложить ядерные батареи. В отличие от обычных аккумуляторов, которые мы используем ежедневно, эти устройства, изучаемые на протяжении десятков лет, получают электричество от распада радиоактивных веществ.

Аккумуляторная батарея уходит в прошлое

Недавно китайская исследовательская группа разработала новый тип ядерной батареи, которая вырабатывает электричество благодаря радиоактивному распаду америция. Эта батарея была признана исключительно эффективной и безопасной. Исследования миниатюрных ядерных батарей ведутся с 1930-х годов, однако их массовое использование остается сложной задачей.

Мощность подобных систем обычно измеряется в нановаттах или микроваттах. Тем не менее, миниатюрные ядерные батареи находят применение в разных сферах. Они крайне важны для космических технологий, особенно для долгосрочных полетов, где обычные источники энергии недостаточны. Их также используют в медицине для некоторых имплантатов.

Одним из главных преимуществ таких устройств является их долговечность, часто превышающая несколько десятилетий. Срок эксплуатации определяется радиоизотопом, используемым в батарее, полураспад которого может измеряться тысячелетиями. Кроме того, их производительность не зависит от внешних факторов, таких как давление или температура, что делает их универсальными.

Радиоактивный распад в основе новых источников энергии

В журнале Nature китайские ученые из Университета Шучжоу представили новый вид ядерной батареи, основанный на америции-243. Это радиоактивный металл, который обычно считается ядерными отходами. В батарее америций заключен в полимерный кристалл, поглощающий альфа-частицы и преобразующий их в зеленый свет. Этот свет затем превращается в электричество на фотоэлементе.

Вся система заключена в кварцевую ячейку размером 1×1 миллиметр. Основная задача учёных — преодоление самопоглощения энергии радиоизотопа. Тестирование новой батареи длилось 200 часов, и она вырабатывала стабильную энергию с эффективностью выше, чем у предыдущих моделей.

Мощность составляла 139 микроватт на кюри. Батарея будет работать несколько десятилетий, учитывая период полураспада Am-243 (7 380 лет), хотя компоненты будут постепенно разрушаться из-за радиации.