Российские ученые из ФГБНУ ТИСНУМ, МФТИ, НИТУ МИСиС и ФГУП НПО "Луч" представили прототип ядерных батареек, способных непрерывно работать 50 лет, область их применения простирается от медицины до ракетостроения, сообщили ТАСС в пресс-службе НИТУ МИСиС. Ядерные батарейки используют в качестве энергетического материала изотоп никеля-63.
"Заявленный срок бесперебойной работы составляет 50 лет. Область применения изделия — от кардиоимплантатов до космических аппаратов для исследования дальнего космоса", — говорится в сообщении.
Ученые создали технологию создания преобразователей энергии бета-излучения в электрическую на основе монокристаллов пьезоэлектриков для использования в составе автономных бета-вольтаических батарей переменного напряжения. Как отмечается в сообщении, российские ученые использовали в качестве источника электронов в ядерной батарейке изотоп "никель-63", период полураспада которого составляет 100 лет, а его излучение не наносит вред живым организмам.
"Применение импульсных источников питания (они накапливают и отдают заряд) позволяет преодолеть ограничения, вызванные малой мощностью бета-вольтаических ядерных батареек. Так, в импульсном режиме один бета- вольтаический элемент способен выдавать мощность вплоть до 1 мВт/см.3 При низких удельных мощностях энергетического материала батарейка, собранная на их основе, способна обеспечивать непрерывную выходную мощность 10-100 нВт/см3 — достаточную, чтобы обеспечить питание кардиоимплантата", — сказал один из авторов работы, профессор Юрий Пархоменко из МИСиС, слова которого приводятся в сообщении.
Область применения российской разработки включает ядерную энергетику, микроэлектронику, биомедицину, авиакосмическую электронику.
"У новой разработки ученых НИТУ "МИСиС" большой потенциал, так как потребность в надежных элементах питания с долгим сроком службы достаточно велика. С учетом уникальных характеристик: небольшого размера и безопасности, бета-вольтаические батарейки, разработанные в нашем университете, могут занять существенную долю рынка аналогичных источников питания", — отметила ректор НИТУ "МИСиС" Алевтина Черникова, которую цитирует пресс-служба.
Реализация проекта позволит создать источники питания длительного срока службы для сети автономного навигационного оборудования, систем телеметрии и сенсоров, позволяющих производить онлайн-мониторинг широкого спектра параметров.
Разработка технологии позволит перейти в дальнейшем к мелкосерийному производству бета-вольтаических батареек длительного срока службы, что в перспективе создаст новую область рынка источников питания, а также обеспечит развитие наукоемких отраслей российской экономики, таких, как ядерная энергетика, полупроводниковая и химическая промышленность.
По словам учёных, источник питания в 30 раз компактнее литий-ионных аккумуляторов, экологически безопасен и безвреден для человека. Но при этом, на сегодняшний день применение технологии возможно лишь для наукоемких и высокотехнологичных устройств.
Это объясняется высокими затратами на производство изотопа никеля-63, которого не существует в природе. Стоимость 1 грамма вещества составляет примерно 4 тысячи долларов, при этом его можно синтезировать лишь на специальных ядерных реакторах трех российских предприятий. В итоге, на изготовление одной батареи может быть потрачено 4,5 млн рублей.
Так что вряд ли в ближайшем будущем можно будет увидеть подобные батарейки на прилавках магазинов.
Источник: nnm.me
