С 1930-х годов ученые усиленно работали над созданием миниатюрных ядерных батарей. Эти устройства способны генерировать мощность в диапазоне нановатт или микроватт, что полезно в специализированных отраслях.
В частности, небольшие ядерные батареи находят широкое использование в космических технологиях, обеспечивая энергию для дальних полетов. Они также применяются в медицине, особенно в производстве некоторых видов имплантатов. Все благодаря своей долговечности.
Главное преимущество таких батарей заключается в их способности работать десятилетиями, часто в течение всего срока службы устройства. Более того, такие батареи устойчивы к внешним условиям, таким как давление и температура, что делает их надежными в самых экстремальных условиях.
Несмотря на это, их широкомасштабное применение остается сложной задачей.
В последнее время ученые активизировали свои усилия по разработке более эффективных ядерных батарей. Одним из самых последних и значимых исследований стало исследование, проведенное в Университете Шучоу в Китае. Исследователям удалось создать новый тип ядерной батареи, использующей америций 243 (Am-243) – радиоактивный металл, который обычно рассматривается как ядерные отходы.
Ядерные отходы как источник энергии
Am-243 излучает альфа-частицы, которые обладают высокой энергией. Однако эта энергия быстро рассеивается в природе. Для эффективного использования этой энергии исследователи включили америций в полимерный кристалл. Этот материал поглощает энергию выпущенных частиц и преобразует ее в зеленое свечение. Затем это свечение направляется на тонкий фотоэлектрический элемент, где энергия преобразуется в электричество. Вся система заключена в кварцевую ячейку размером всего один миллиметр на один миллиметр.
Эффективная батарея, которая прослужит десятилетия
Новую батарею тестировали в течение 200 часов, и она показала стабильное энергопроизводство. Ее эффективность преобразования оказалась выше, чем у предыдущих версий. Мощность батареи составила 139 микроватт на кюри (μW Ci-1). Благодаря периоду полураспада Am-243, который составляет 7 380 лет, батарея может работать десятилетия, хотя компоненты устройства со временем будут разрушаться под воздействием радиации.
Роль чистых помещений в разработке ядерных батарей
Для успешного создания и тестирования таких сложных устройств как миниатюрные ядерные батареи, критически важно наличие чистых помещений. Чистые помещения обеспечивают среду с минимальным присутствием пыли и загрязнений, что необходимо для работы с радиоактивными материалами и точными измерительными приборами. Любые микроскопические частицы могут значительно повлиять на результаты и надежность экспериментов, поэтому контроль над чистотой окружающей среды является основным требованием.
В таких помещениях поддерживаются строгие стандарты по уровню загрязнений и радиационной безопасности. Это позволяет ученым работать с высокорадиоактивными материалами, такими как Am-243, без риска для здоровья и окружающей среды. Чистые помещения также играют важную роль в производстве и сборке оборудования, обеспечивая долгосрочную надежность и стабильность работы ядерных батарей.
Последние достижения в разработке ядерных батарей, включая исследования Университета Шучоу, показывают большой потенциал для использования таких устройств в космосе, медицине и других специализированных областях. И наличие чистых помещений является неотъемлемой частью этого инновационного процесса, обеспечивая надежность и безопасность на всех этапах разработки и тестирования.
Для детального изучения нашего опыта в области чистых помещений посетите Клеро Медикал.
Поможем оказать полный спектр услуг для создания чистых помещений под ключ.
