Китайські вчені створили ядерну батарею, яка може працювати тисячі років
Китай використовував ядерні батареї для живлення місяцеходів, але прагне створити більш компактні та потужні ядерні батареї для промислового застосування.
Китайські дослідники з Північно-Західного педагогічного університету в Ланьчжоу розробили ядерну батарею нового покоління, використовуючи ізотоп вуглецю-14 та перетворювач з карбіду кремнію. Нова ядерна батарея значно перевершує свою попередницю і знаменує собою важливий крок у створенні довгострокових джерел енергії, пише South China Morning Post.
Ядерна батарея використовує енергію розпаду радіоактивного ізотопу для вироблення електроенергії. Оскільки період напіврозпаду радіоактивних ізотопів може становити кілька десятиліть, а то й століть, ядерна батарея може залишатися активною набагато довше, ніж її хімічні аналоги. Це робить їх ідеальними для використання в космічних апаратах, що вже продемонстрував Китай на своїх місяцеходах.
Наразі китайські вчені працюють над створенням більш компактних і потужних ядерних батарей, придатних для промислового застосування.
Ядерні батареї принципово відрізняються від реакторів атомних електростанцій. Замість реакції поділу вони використовують енергію природного радіоактивного розпаду ізотопів, таких як вуглець-14 або плутоній-238.
Традиційний підхід у ядерних батареях полягає у використанні термоелектричних матеріалів для перетворення тепла розпаду на енергію. Однак системи, що використовуються в таких батареях, є громіздкими та потребують високих температур для роботи.
Китайські вчені створили компактну та потужну ядерну батарею Qianjiyuan Tianshu, яка значно перевершує свою попередницю Zhulong-1, створену у 2024 році.
Нова ядерна батарея надійно працює в діапазоні температур від мінус 100 до плюс 200 градусів Цельсія, що робить її придатною для медичних імплантатів, для використання в глибоководних і полярних регіонах, а також в оборонній та аерокосмічній галузях.
Підвищення ефективності батареї досягнуто завдяки використанню перетворювача з карбіду кремнію. Нова ядерна батарея на основі вуглецю-14 працює наступним чином: вона направляє бета-частинки (високошвидкісні електрони) із зони розпаду в напівпровідник з карбіду кремнію, де вони збуджують електрони, створюючи електричний струм. По суті, це сонячна панель, що живиться радіацією, а не світлом.
Батарея нового покоління має об’єм 16,8 кубічних сантиметрів. Використовуючи 129 мілікюрі (одиниця виміру радіоактивності) вуглецю-14, вона може видавати струм 0,713 мікроампер, напругу 2,06 В і максимальну вихідну потужність 1,13 мікроват.
Оскільки період напіврозпаду вуглецю-14 становить 5730 років, ядерна батарея фактично має термін служби в тисячі років.
Інші новини науки
Вчені представили концепцію супутників, які можуть виявляти приховане ядерне озброєння в космосі, використовуючи особливості нашої планети.