Исследователи из России предложили оригинальный подход к решению проблемы преобразования энергии ядерного распада в электричество. По сути, они создали прототип автономного радиоизотопного источника питания средней мощности — проще говоря, ядерной батарейки.
Такие источники способны работать без подзарядки годами. Они будут незаменимы в труднодоступных местах — например, в Арктике, в высокогорных районах, в космосе, на больших глубинах, на газо- и нефтепроводах большой протяжённости. Другие направления — связь и медицина. Там они найдут применение, например, в кардиостимуляторах или носимых датчиках артериального давления.
В подобном источнике питания электричество вырабатывается за счёт энергии радиоактивного распада ядер. При создании батарейки важно учитывать несколько нюансов. Во-первых, найти подходящий радиоизотоп, который не будет давать опасного для жизни гамма-излучения (на эту роль подходят только плутоний-238 и никель-63). Во-вторых, выбрать схему преобразования энергии ядерного распада. От этого зависят безопасность и энергоёмкость источника питания.
Учёные Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» вплотную подошли к решению задачи. В ходе экспериментов они создали систему, которая использует бета-распад никеля-63. Их разработка открывает новые способы масштабирования ядерных элементов питания — можно будет получать большие мощности при уменьшении размеров энергоносителя.
Созданный нашими учёными прототип автономного радиоизотопного источника питания имеет среднюю мощность — от 1 мВт до 100 Вт. Проведено исследование его технических характеристик, разработан полный комплект конструкторской документации, отработана технология преобразования тепловой энергии ядерного распада в электричество.
Это не первая разработка отечественных физиков в данной области исследований. Два года назад учёные Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» представили компактную атомную батарейку, которая была в десять раз мощнее и вдвое дешевле существующих аналогов. Она также преобразует энергию радиоактивного распада в электрическую и может использоваться для питания микроэлектронной аппаратуры. Правда, как утверждали сами учёные, батарейка, способная работать до 20 и более лет, всё равно была слишком дорогой для её возможного применения в быту.