Впервые в стране созданы компактные автономные источники энергии с длительным сроком службы для бортовых энергетических систем беспилотников, авиационной, ракетно-космической техники и спутников.
Полная автономия
5 февраля в Кремле на церемонии вручения премий в области науки и инноваций президент России Владимир Путин объявил о факте разработки и создании отечественными учёными ядерной батарейки, способной работать в экстремальных условиях и не требующей обслуживания или подзарядки. Лауреатом премии стала научная рабочая группа под руководством Александра Сергеевича Аникина и Павла Сергеевича Мосеева – сотрудников Высокотехнологического НИИ неорганических материалов им. академика А. А. Бочвара.
Создание нового компонента энергетических систем станет базой для перехода всего арсенала космической, авиационной, глубоководной и прочей специализированной техники на новый уровень возможностей. Таким образом, российские НИОКР получают дополнительное стимулирование на рынках бортовых энергетических решений.
Гонка за новым типом
Бетавольтаическое устройство – тип ядерной батареи, генерирующий электричество из бета-частиц (электронов или позитронов), испускаемых радиоактивным источником, с помощью полупроводниковых переходов. В отличие от большинства ядерных источников энергии, использующих ядерное излучение для выработки тепла, которое затем преобразуется в электричество, в бетавольтаических устройствах используется процесс нетеплового преобразования. В качестве источника могут использоваться разные изотопы. Чаще всего – тритий, плутоний или никель-63. От вида изотопа зависит, сколько времени будет работать батарейка и какие мощности выдавать.
Бета-вольтаика была изобретена в 1970-х годах, первые бета-вольтаические элементы использовались в кардиостимуляторах. Новый уровень безопасности бетавольтанические устройства получили в 2019 году, с более эффективными полупроводниковыми материалами.
В 2018 году миру была представлена российская разработка на основе пластин из никеля-63 толщиной 2 микрона, зажатых между слоями алмаза толщиной 10 микрон. Выходная мощность составляла около 1 мкВт, срок работы – 100 лет. Данные устройства могут работать в условиях высоких температур, превышающих 460°C – например, на поверхности Венеры.
В 2024 году о новой разработке в данной сфере заявил Китай. Прототип, проходивший пилотные испытания, работал на двух вариантах: углерод-14 и никель-63. Устройство вырабатывало 100 МкВт, срок его службы составлял 50 лет.
В марте 2025 года Институт науки и технологий Кёнбук в Южной Корее анонсировал выпуск высокоэффективной бетавольтаической батареи с использованием углерода-14. В ней радиоуглерод использовался как в аноде, так и в катоде, что повысило эффективность преобразования энергии до 2,86 %.
Меры предосторожности – те же, что на атомных станциях. Это свинцовый корпус, графен. Возможно, когда-нибудь в быту будут применяться изотопы с низкими энергиями: тритий или никель-63. Современные батарейки оснащают системами контроля обстановки, в том числе, мониторингом радиационного фона и геолокацией. Так можно следить за работой устройства, даже если оно находится в космосе или на дне океана.
Атомный феникс
Разработка собственных высокоэффективных и абсолютно безопасных батареек открывает новое направление для отечественной электроники и энергетики будущего. И это может стать ответом на закономерные опасения в отношении глобального потепления: человечество получает реальный шанс ослабить свой углеродный след.
Пока основным препятствием на пути повсеместного внедрения является стоимость устройства. В основном она формируется от цены изотопа, и в ближайшее время изменить это обстоятельство не представляется возможным. Впрочем, отсутствие необходимости дополнительного обслуживания вполне способно перекрыть эти издержки. Особенно, если речь идет о труднодоступных объектах – станциях связи, промыслах в Арктике.
Уже сейчас эксперты говорят о возможности перехода от опытных образцов к серийному производству с включением в госпрограммы финансирования. По крайней мере – о переходе от опытно-конструкторских разработок к опытно-промышленному производству и внедрению в пилотные проекты в оборонно-промышленных комплексах в ближайшие 3–5 лет.
Технология предъявляет высокие требования к регулированию, сырьевой базе и сфере применения. Если её развитие окажется достаточным для промышленного уровня, возможен экспорт спецмодулей для космосмической, авиационной и нефтегазовой сфер.
Владимир Путин, президент Российской Федерации: «Среди лауреатов научная группа Александра Сергеевича Аникина и Павла Сергеевича Мосеева. Они создали первые отечественные безопасные ядерные батарейки. Это компактные, сверхнадежные и долговечные источники энергии, которые способны работать под водой, в космосе, при экстремальных температурах. При этом не требуют обслуживания и подзарядки. Такие устройства необходимы для развития автономных, беспилотных аппаратов и систем, создания нового поколения самолетов, спутников, ракет».