Группа российских ученых разработала ядерные батарейки переменного напряжения, применяющие изотоп никеля-63 как энергетический материал. Заявленный срок работы батарей может достичь 50 лет.
Первыми ядерную батарею с никелем-63 создали сотрудники Корнелльского университета, но их разработка имела очень низкую мощность. Российские ученые взялись решить данную проблему и придумали технологию создания преобразователя энергии бета-излучения в электрическую на базе пьезоэлектриков для применения в составе автономных батареек переменного напряжения.
Профессор МИСиС Юрий Пархоменко отмечает, что импульсные источники питания, которые накапливают и отдают заряд, дает возможность преодолевать ограничения, вызванные небольшой мощностью бета-вольтаических батареек. Так, бета-вольтаический элемент в импульсном режиме сможет выдавать мощность до 1 мВт/см3. При невысоких удельных мощностях энергоматериала собранная на их основе батарейка может обеспечивать непрерывную мощность 10-100 нВт/см3, чего хватит для питания кардиоимплантата.
Применяемый как источник электронов изотоп никеля не вредит живым организмам. Полураспад никеля-63 занимает 100 лет, в чем он уступает только изотопу углерода-14 (5,7 тыс. лет), но последний имеет в тысячу раз меньшую удельную активность. Также для никеля-63 свойственно «мягкое» излучение, не наносящее вреда организмам.
Создатели батареек полагают, что их можно использовать в различных сферах, включая ядерную микроэлектронику, энергетику, биомедицину, авиакосмическую электронику. Но основной проблемой сегодня является их высокая стоимость. Так, стоимость грамма радиоактивного никеля достигает четырех тысяч долларов, а выпуск одной батарейки обойдется в 4,5 млн. руб.
Хотя разработчики уверены, что мелкосерийное производство подобных элементов питания сможет дать толчок для развития наукоемких отраслей промышленности.
Первыми ядерную батарею с никелем-63 создали сотрудники Корнелльского университета, но их разработка имела очень низкую мощность. Российские ученые взялись решить данную проблему и придумали технологию создания преобразователя энергии бета-излучения в электрическую на базе пьезоэлектриков для применения в составе автономных батареек переменного напряжения.
Профессор МИСиС Юрий Пархоменко отмечает, что импульсные источники питания, которые накапливают и отдают заряд, дает возможность преодолевать ограничения, вызванные небольшой мощностью бета-вольтаических батареек. Так, бета-вольтаический элемент в импульсном режиме сможет выдавать мощность до 1 мВт/см3. При невысоких удельных мощностях энергоматериала собранная на их основе батарейка может обеспечивать непрерывную мощность 10-100 нВт/см3, чего хватит для питания кардиоимплантата.
Применяемый как источник электронов изотоп никеля не вредит живым организмам. Полураспад никеля-63 занимает 100 лет, в чем он уступает только изотопу углерода-14 (5,7 тыс. лет), но последний имеет в тысячу раз меньшую удельную активность. Также для никеля-63 свойственно «мягкое» излучение, не наносящее вреда организмам.
Создатели батареек полагают, что их можно использовать в различных сферах, включая ядерную микроэлектронику, энергетику, биомедицину, авиакосмическую электронику. Но основной проблемой сегодня является их высокая стоимость. Так, стоимость грамма радиоактивного никеля достигает четырех тысяч долларов, а выпуск одной батарейки обойдется в 4,5 млн. руб.
Хотя разработчики уверены, что мелкосерийное производство подобных элементов питания сможет дать толчок для развития наукоемких отраслей промышленности.
Поделитесь в соцсетях:
