В 2019 году американский стартап объявил, что создал аккумулятор на ядерном топливе, который держит заряд 28 000 лет. Новость разлетелась мгновенно. Потом выяснилось: мощность этой батарейки — одна стомиллионная ватта. Хватит на датчик влажности в теплице. Еле-еле.
Вот так обычно и выглядит разрыв между тем, что люди представляют при слове «ядерная батарейка», и тем, что это на самом деле. Но штука реально существует. И она куда интереснее, чем любой стартаперский пресс-релиз.
Как это работает
Радиоактивный распад — это когда нестабильный атом постепенно разваливается, выбрасывая частицы и тепло. Остановить нельзя, ускорить нельзя. Просто физика, которую не выключишь.
Инженеры додумались использовать это тепло. Берёшь кусок плутония-238, обкладываешь термопарами — пластинами, которые на разнице температур вырабатывают ток — и получаешь электричество. Без движущихся деталей. Без химии. Без розетки. КПД смешной, 6–8%, остальное уходит в тепло. Но когда источник энергии работает сам по себе полвека без единого обслуживания, на КПД никто не смотрит.
Называется это РИТЭГ — радиоизотопный термоэлектрический генератор. Размером примерно с термос.
«Вояджер» как доказательство
«Вояджер-1» улетел от Земли в 1977 году. Сегодня он в 23 миллиардах километров — дальше любого объекта, который когда-либо создавал человек. Связь с ним есть. Сигнал идёт 22 часа в одну сторону. Данные передаются. И питается всё это от трёх РТГ, которые положили внутрь почти полвека назад. Мощность упала с 470 до 240 ватт — но зонд живой.
На «Кассини», изучавшем Сатурн, стояло три генератора с 32 кг плутония. Марсоход «Кьюриосити» питается от 4,8 кг — хватит лет на 14 без подзарядки. Советские маяки вдоль Северного Ледовитого океана работали десятилетиями в минус пятьдесят без единого человека рядом. Некоторые нашли мародёры, разобрали корпус — и получили дозу. Маяки всё равно пережили их.
Почему не в телефон — три настоящих барьера
Проблема не в радиации — корпус экранирует. Не в токсичности — это инженерная задача. Барьеры другие.
Первый — мощность. Телефон в активном режиме потребляет 3–5 ватт. Генератор подходящего размера выдаст 0,001 ватта. Чтобы получить нужные 3 ватта, нужно столько плутония, что устройство будет весить килограммов пять и греться как чайник.
Второй — цена. Килограмм плутония-238 стоит около миллиона долларов. Вся начинка флагманского смартфона — порядка 200–300 долларов. Батарейка для телефона на ядерном топливе обошлась бы в бюджет небольшого спутника.
Третий — утилизация. Ядерные батарейки не «садятся», они медленно слабеют. Плутоний-238 теряет половину мощности за 87 лет. Через 10 лет ваш условный «ядерный телефон» выдавал бы на 8% меньше — это терпимо. Но в мусорку его не выбросишь. Только на специальный полигон.
Где они реально нужны
Там, куда человек не доберётся ни с розеткой, ни с заменой аккумулятора. Глубокий космос, Арктика, дно океана. И — неожиданно — кардиостимуляторы. В 1970-е их реально делали с плутониевыми элементами. Часть до сих пор работает в телах пациентов.
В 2023 году британский стартап Arkenlight показал батарейку из углерода-14 — берут графитовые стержни старых реакторов и делают источник питания размером с монету. Мощность — микроватты. Срок — 5700 лет. Идеально для датчика, который должен просто тихо работать, пока цивилизация не придумает что-то получше.
Ядерная батарейка — это не про удобство. Это про ситуации, где любой другой вариант просто не доживёт.