Ядерная батарея, работающая тысячи лет: новый взгляд на энергетику

Ученые из Бристольского университета разработали революционную ядерно-алмазную батарею, способную обеспечивать энергией небольшие устройства в течение тысячелетий.

Фото: ESO by S. Guisard, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Персеиды

Основой батареи стал радиоактивный изотоп углерода-14, встроенный в искусственные алмазы, что делает её безопасной и практически вечной.

Как работает ядерно-алмазная батарея?

Принцип работы батареи основан на взаимодействии радиоактивного изотопа с алмазом. Когда углерод-14 испускает электроны, алмаз улавливает их, преобразуя энергию излучения в электричество.

Это похоже на работу солнечных панелей, которые преобразуют свет в энергию, но вместо солнечного света используется радиация.

"Алмаз, самый прочный материал на Земле, не только генерирует энергию, но и надежно защищает окружающую среду от излучения",- отмечает Нил Фокс, профессор материаловедения. 

Преимущества и перспективы

Одна батарея с 1 граммом углерода-14 может вырабатывать 15 джоулей электроэнергии в день. Хотя это меньше, чем у стандартной батареи AA, ядерно-алмазная батарея способна работать десятки тысяч лет без подзарядки благодаря периоду полураспада углерода-14, составляющему 5730 лет.

Эта технология уже нашла потенциальное применение в медицине, где батарея может использоваться для кардиостимуляторов и других устройств с минимальным энергопотреблением.

Она также перспективна для космоса, например, в системах энергоснабжения спутников или межзвездных аппаратов, работающих в течение сотен лет.

Кроме того, батарея подходит для сложных и экстремальных условий эксплуатации, таких как подводная добыча нефти и газа, где надежность и долговечность критически важны.

Экологические и экономические аспекты

Создание таких батарей не только безопасно, но и способствует утилизации отходов атомной промышленности. Углерод-14 образуется в графитовых блоках ядерных реакторов, и использование его в батареях решает проблему его хранения и переработки.

Производство ядерно-алмазной батареи также экологично: устройство не имеет движущихся частей и не выделяет углекислый газ.

Уточнения

Углеро́д-14 (¹⁴C, используются также названия радиоуглеро́д, радиокарбо́н и сокращение C-14) — радиоактивный нуклид химического элемента углерода с атомным номером 6 и массовым числом 14. является одним из природных радиоактивных изотопов. Первые указания на его существование были получены в 1936 году.