Группа китайских ученых разработала миниатюрную ядерную батарейку. Их разработка может стать основой для целого класса автономных устройств, способных работать десятилетиями без подзарядки.
Команда исследователей из Университета Сучжоу придумала недорогой способ преобразования альфа-излучения в электричество. Ученые использовали в качестве основы химический элемент америций (Am) — один из самых радиотоксичных и долгоживущих компонентов отработанного ядерного топлива. О результатах их исследования сообщает журнал Nature.
Америций-241 — радиоактивный изотоп, распад которого сопровождается высокоэнергетичными альфа-частицами. Исследователи разработали способ использования этой энергии: они встроили америций в полимерный кристалл, который преобразует энергию альфа-частиц в стабильное зеленое свечение.
Затем ученые соединили этот кристалл с тонким фотопреобразователем, который превращает свет в электричество. Полученная ядерная батарейка была помещена в кварцевую оболочку миллиметрового размера.
По словам авторов исследования, в ходе 200-часовых испытаний устройство стабильно вырабатывало электричество, при этом требовалось лишь минимальное количество радиоактивного материала. Период полураспада америция составляет около 7,3 тысячи лет, поэтому батарейка сможет работать несколько десятилетий.
Хотя разработка китайских ученых значительно улучшает эффективность преобразования альфа-излучения в электричество, однако ее выходная мощность все равно остается низкой.
На данный момент ученые работают над повышением эффективности и мощности своей системы. Также исследователи надеются сделать ее более простой и безопасной в использовании.
Результаты их работы могут помочь в создании устройств, которые смогут удаленно работать десятилетиями без подзарядок. Ядерная батарейка может найти применение для питания компактных датчиков в глубоководных исследованиях и космических полетах.
