Самая маленькая ядерная батарейка

Jae Kwon, доцент американского University of Missouri вместе с коллегами разработал ядерную батарею – довольно мощную, легкую и размером с монету.

Ядерные батареи производят электричество от атомной энергии как ядерные реакторы, однако они не используют цепную реакцию, вместо этого используя распад радиоактивного изотопа, чтобы произвести электричество. Таким образом, нет никакого риска при использовании батареи. Батареи большого размера давно используют для обеспечения питания космических спутников, подводных систем и кардиостимуляторов. Помимо маленьких размеров, новая батарея отличается типом полупроводника, который является жидкостью, а не твердым телом.

Это обусловлено тем, что при использовании радиоактивной батареи часть радиационной энергии может повредить структуру решетки твердого полупроводника. При использовании жидкого полупроводника эта проблема может быть минимизирована. В будущем ученые надеются увеличить мощность батареи, сократить ее размер и попробовать различные другие материалы. Jae Kwon считает, что батарея могла бы быть тоньше человеческого волоса.

Настойчивость ученых оправдана: радиоизотопные батареи могут обеспечивать мощность, значительно превышающую мощность химических батарей. Новую батарею можно будет использовать в мобильных телефонах, ноутбуках, фотоаппаратах и другой технике. Предполагается, что такого рода источники питания могут работать сотни и даже тысячи лет.

Эти батарйки могут оказаться превосходным источником питания для таких аппаратов, как кардиостимуляторы или другие имплантанты, или могут обеспечивать питанием во время длительных космических перелетов или подводных экспедиций. Они могут обеспечивать энергией различные сенсоры и датчики, и тогда их обслуживание перестанет быть головной болью.

Эти батарейки безопасны и могут вживляться вместе с имплантантами в тело. От частиц, испускаемых тритием, можно защититься очень тонкой метерией, например, листом бумаги, поэтому герметичный металлический корпус батарейки защитит от любого нежелательного радиоактивного воздействия.

Действие батарейки похоже на работу солнечной панели: кремниевая пластина улавливает электроны, выпущеные радиоактивным газом — тритием (радиоактивной формой водорода с периодом полураспада 12,5 лет). До сих пор эффективность подобных установок была слишком мала — выпущенные электроны распространялись во всех направлениях, большая часть из них терялась. Сейчас эта проблема решена — принимающая поверхность сделана не плоской, а трехмерной, с глубокими ямами. Каждая яма шириной в один микрон и глубиной более 40 микрон. Всего их — десятки тысяч.

Источник