Нова ядерна батарейка може працювати десятиліттями в космосі та під водою

Група китайських інженерів розробила мініатюрну ядерну батарейку, яка виробляє електрику за рахунок розпаду радіоактивного ізотопу америцію, демонструючи ефективність у вісім тисяч разів вищу за попередні технології.

З початку 20-го століття вчені намагалися створити довговічні батарейки, які працювали б на енергії радіоактивного розпаду, проте їхня ефективність залишалася низькою. Основною проблемою була слабка вихідна потужність, що дозволяла живити лише мініатюрні прилади. Тепер команда під керівництвом Шуао Вана з Університету Сучжоу запропонувала нове рішення: батарейку, що використовує альфа-випромінювання америцію для виробництва електрики.

На відміну від традиційних бета-вольтаїчних елементів, які виробляють слабкий електричний струм, нова батарейка використовує альфа-частинки, які несуть більше енергії. Америцій-241, що є основою батарейки, розпадається, випромінюючи альфа-частинки, енергія яких перетворюється на світлове випромінювання завдяки полімерному кристалу. Це світло потім конвертується у електрику за допомогою фотоперетворювача.

Батарейка має компактний розмір — всього кілька міліметрів — і надійно захищена кварцовою оболонкою, що робить її придатною для використання в умовах сильних навантажень. Випробування показали стабільну роботу пристрою протягом 200 годин, причому він виробляв електроенергію з високою ефективністю навіть за використання мінімальної кількості радіоактивного матеріалу. Хоча потужність батарейки становить лише 139 мікроват, вона має величезний потенціал для живлення невеликих приладів у важкодоступних умовах, де традиційні джерела енергії недоступні.

Америцій-241 має період напіврозпаду понад 7 тисяч років, що робить ці батарейки надзвичайно довговічними. Проте реальний термін служби обмежений руйнуванням компонентів під впливом гамма-випромінювання, яке супроводжує альфа-розпад.

Наразі команда працює над подальшим підвищенням ефективності та безпеки батарейки. Це відкриття може стати революційним для таких сфер, як космічні дослідження, глибоководні місії та віддалені системи моніторингу, де необхідні автономні, надійні джерела енергії.