Атомные батареи могут стать реальностью
Старые электронные часы могли работать более года, используя одну небольшую батарейку. Но современные электронные устройства так многофункциональны, что проблема малой ёмкости современных аккумуляторов стоит в полный рост. Если смартфоны и планшеты имеют достаточно много места в корпусе, то малогабаритная электроника вроде «умных» часов мучается от нехватки ёмкости в особенности сильно, что значительно сдерживает рост её популярности. С другой стороны, футурологи 50-х - 60-х годов вовсю отрисовывали картины «светлого атомного будущего», где авто не нуждаются в заправке, а аккумуляторы - в зарядке.
Может быть, это будущее не совершенно потеряно. Учёным из Института Миссури удалось достигнуть существенного прогресса в области создания «атомных батареек». Не стоит пугаться, речь совсем не идёт о карманном атомном реакторе. Создание такового реактора на данном шаге развития технологий нереально. Принципом действия батарея, сделанная в стенках института, очень припоминает обычные солнечные панели, но если процесс, протекающий в последних, называется «фотовольтаикой», то в описываемой разработке имеет место «бетавольтаика», другими словами поглощение полупроводниковым устройством бета-излучения.
Нельзя сказать, что бета-излучение безобидно, но, в отличие от гамма-излучения, оно представляет собой поток заряженных частиц и имеет сравнимо маленькой пробег, около 2-ух метров в воздухе и порядка 10 мм в тканях тела. Но достаточно двух-трёх мм алюминия либо пары см органического стекла, чтоб стопроцентно экранировать такой поток. В конструкции «атомной батарейки» используется электрод из диоксида титана, покрытый слоем платины, вода и источник бета-излучения. В качестве последнего используется изотоп стронций-90 с периодом полураспада около 29 лет. В процессе распада он испускает электрон (несчастное бета-излучение), антинейтрино, а побочным эффектом реакции является иттрий-90. Последний имеет период полураспада всего 64 часа, также испускает электроны и антинейтрино, а в конце преобразуется в стабильный нерадиоактивный цирконий. Гамма-излучение в этих реакциях фактически отсутствует.
Мысль батарей, использующих процесс бетавольтаики, не нова, но команде учёных Миссурийского Института удалось значительно повысить их эффективность использованием… обычный воды. Да, это не опечатка. Вода прекрасно поглощает бета-излучение, защищает полупроводниковый приёмник от разрушения, а само излучение расщепляет молекулы воды, позволяя извлечь дополнительную порцию электроэнергии, а означает, повысить коэффициент полезного действия бета-батареи. Как сказал 1 из разработчиков, их решение слабо подвержено действию низких температур и может употребляться в самых разных сценариях, от авто аккумуляторов до источников питания космических аппаратов.
Очевидно, нет никаких теоретических ограничений на использование этой технологии и в носимой электронике. Но радиофобия очень широко распространена в наши дни, большая часть людей незнакомы даже с азами ядерной физики и будут принимать любое упоминание «радиации» в штыки. Испуганные вариантами возгорания обычных литий-ионных аккумуляторов, пользователи и слышать не захочут об «атомных батарейках», невзирая на их «вечность», хотя для безопасного использования бета-батареи достаточно крепкого экранирующего корпуса и соблюдения простых правил техники безопасности. Литий-ионные аккумуляторы также не рекомендуется вскрывать и пробовать на зуб.
Но описанная разработка обязательно будет доведена до совершенства и найдёт для себя применение в военной и космической отраслях, ну и всюду, где длительность жизни источника питания является критичной чертой, перевешивающей все вероятные опасности. А там, кто знает - может быть, наши потомки преодолеют иррациональный ужас перед атомными технологиями и будут неопасно и с наслаждением воспользоваться их плодами.
Теги: батареи, питание, ядерный, атомная, наука, исследования