Китайские ученые создали ядерную батарею, которая может работать тысячи лет
Китай использовал ядерные батареи для питания луноходов, но хочет создать более компактные и мощные ядерные батареи для промышленного применения.
Китайские исследователи из Северо-Западного педагогического университета в Ланьчжоу разработали ядерную батарею нового поколения, используя изотоп углерод-14 и преобразователь из карбида кремния. Новая ядерная батарея значительно превосходит свою предшественницу и знаменует собой важный шаг в создании долгосрочных источников энергии, пишет South China Morning Post.
Ядерная батарея использует энергию распада радиоактивного изотопа для выработки электроэнергии. Поскольку период полураспада радиоактивных изотопов может составлять несколько десятилетий, если не столетий, ядерная батарея может оставаться активной гораздо дольше, чем ее химические аналоги. Это делает их идеальными для использования в космических аппаратах, что уже продемонстрировал Китай на своих луноходах.
Теперь же китайские ученые работают над созданием более компактных и мощных ядерных батарей, пригодных для промышленного применения.
Ядерные батареи принципиально отличаются от реакторов атомных электростанций. Вместо использования реакции деления они используют энергию естественного радиоактивного распада изотопов, таких как углерод-14 или плутоний-238.
Традиционный подход в ядерных батареях заключается в использовании термоэлектрических материалов для преобразования тепла распада в энергию. Однако системы, используемые в таких батареях, громоздки и требуют высоких температур для работы.
Китайские ученые создали компактную и мощную ядерную батарею Qianjiyuan Tianshu, которая значительно превосходит свою предшественницу Zhulong-1, созданную в 2024 году.
Новая ядерная батарея надежно работает в диапазоне температур от минус 100 до плюс 200 градусов Цельсия, что делает его пригодной для медицинских имплантов, для использования в глубоководных и полярных регионах, а также в оборонной и аэрокосмической отраслях.
Повышение эффективности батареи достигнуто за счет использования преобразователя из карбида кремния. Новая ядерная батарея на основе углерода-14 работает следующим образом: она направляет бета-частицы (высокоскоростные электроны) из зоны распада в полупроводник из карбида кремния, где они возбуждают электроны, создавая электрический ток. По сути, это солнечная панель, питаемая радиацией, а не светом.
Батарея нового поколения имеет размер 16,8 кубических сантиметров. Используя 129 милликюри (мера радиоактивности) углерода-14, она может выдавать ток 0,713 микроампер, напряжение 2,06 В и максимальную выходную мощность 1,13 микроватт.
Поскольку период полураспада углерода-14 составляет 5730 лет, ядерная батарея фактически имеет срок службы в тысячи лет.
Другие новости науки
Ученые представили концепцию спутников, которые могут обнаруживать срытое ядерное оружие в космосе с помощью особенности нашей планеты.