Представьте себе крошечную батарею, которую никогда не нужно заряжать и которая разряжается только через десять лет использования. Ядерные батареи могут сделать это возможным. В отличие от обычных систем, которые мы используем каждый день, эти устройства, которые десятилетиями были предметом исследований, генерируют электричество за счет распада радиоактивных материалов. Недавно группа китайских исследователей разработала новую ядерную батарею, которая может использовать радиоактивный распад америция для выработки электроэнергии. Он считается беспрецедентно эффективным и безопасным.
Ученые серьезно рассматривали возможность создания миниатюрных ядерных батарей с 1930-х годов, но их крупномасштабное применение оставалось проблемой. Исследователи говорят, что мощность таких систем обычно находится в диапазоне нановатт или микроватт. Несмотря на это, микроядерные батареи до сих пор используются в различных областях. Они неоценимы в космических технологиях, особенно для дальних полетов, где традиционных источников энергии недостаточно. Их также используют в медицине для некоторых типов имплантатов.
Одним из главных преимуществ оборудования такого типа является его долговечность, которая зачастую длится десятилетиями. Это зависит от типа используемого радиоизотопа, период полураспада некоторых из которых составляет тысячи лет. Кроме того, на их работу не влияют внешние условия окружающей среды, такие как давление или температура. По этим причинам многие ученые активизируют свои усилия по более эффективному использованию этой формы хранения энергии.
Обратите внимание: Почему смартфон быстро разряжается, что делать.
Последние крупные исследования, опубликованные в журналах , из Китая. Исследователи из Университета Шучжоу разработали новый тип ядерной батареи, которая намного более эффективна, чем ее предшественница.Ядерные отходы как источник энергии
Новая батарея основана на америции-243 (Am-243), высокорадиоактивном металле, образующемся в результате ядерных реакций в реакторах и обычно считающемся ядерными отходами. Am-243 испускает альфа-частицы, которые несут большое количество энергии из-за своей относительно большой массы. Однако эта энергия, которую пытаются использовать исследователи, очень быстро рассеивается в природе.
Поэтому команда включила америций в полимерные кристаллы. Этот материал поглощает энергию, излучаемую частицами, и преобразует ее в свет в виде зеленого света. Затем этот свет направляется на тонкие фотоэлектрические элементы и преобразуется в электричество. Вся система заключена в кварцевую ячейку размером один на один миллиметр.
Это стало серьезной проблемой для исследователей. В других типах аккумуляторов, предназначенных для использования альфа-частиц, самопоглощение усложняет конструкцию устройства. Это явление, при котором энергия, излучаемая радиоактивными изотопами, поглощается самим материалом батареи, не преобразуясь в электрическую энергию.
Эффективная батарея, которая прослужит десятилетия
Новая ядерная батарея прошла испытания в течение 200 часов. По мнению исследователей, он производит стабильную энергию на протяжении всего использования. Кроме того, его эффективность преобразования лучше, чем в предыдущих версиях. Что касается мощности, то она составляет 139 микроватт/кюри (мкВт Ки-1).
С точки зрения долговечности, эта батарея должна прослужить десятилетия. Учитывая, что период полураспада Am-243 составляет 7380 лет, срок службы может быть и больше, но компоненты устройства долго не прослужат, так как постепенно деградируют под действием радиации.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Представьте себе миниатюрную батарею, которая никогда не требует подзарядки и разряжается только через десятилетие использования.