Северо-Западный педагогический университет (NWNU) при содействии компании Gansu Candle Dragon Technology разработал бетавольтаический элемент питания на радиоактивном углероде-14. Новинка была представлена 6 июля в главном кампусе университета в Ланьчжоу, сообщает Science and Technology Daily.
Маленькие, с огромным ресурсом, такие источники энергии незаменимы в космических аппаратах, глубоководных и полярных исследованиях, IoT-датчиках, медицинских имплантах и прочем необслуживаемом оборудовании. Технология известна давно, но применяется пока ограниченно в силу множества недостатков.
Их преодолением и занимаются в NWNU. Первый бетавольтаический элемент под названием Candle Dragon I университет представил в ноябре 2024 года. По сравнению с ним новая ядерная микробатарейка, которую поэтично нарекли «Тысячелетний источник», стала компактнее и дешевле в изготовлении.
Результаты испытаний показали:
- удельная активность источника выросла в 1,5 раза,
- расход «топлива» сократился до 22% от прежнего уровня;
- ток короткого замыкания увеличился в 2,5 раза,
- максимальная выходная мощность — в 2,6 раза;
- объемная плотность мощности возросла в 15,5 раз,
- полезный объем изделия уменьшился до 17% от предшественника.
В отличие от реакторов, где происходит цепная реакция распада тяжелых изотопов, «Тысячелетний источник» использует естественный распад. Нестабильный углерод-14, распадаясь, бомбардирует электронами бета-транзистор, и тот преобразует радиацию в электрический ток.
«Период полураспада углерода-14 достигает 5730 лет, поэтому теоретически такая батарея способна давать энергию тысячелетиями, при этом она сохраняет работоспособность в диапазоне температур от −100 до 200 °C», — пояснил профессор Су Маогэнь, руководивший разработкой.
Максимальная мощность батареи измеряется микроваттами, но она очень компактная (16,8 см³) и содержит всего 129 милликиюри углерода-14, что делает ее максимально безопасной.
На той же презентации представлен и преобразователь — упомянутый выше бета-транзистор из карбида кремния, получивший название «Энергетический центр». По сути это не что иное, как радиационный аналог фототранзистора.
По данным STDaily, технологии полностью локализованы — все компоненты разработок китайского производства.
Ученые представили первую в мире алмазную батарейку со сроком работы 5700 лет
Испытан новый источник энергии для дальних космических полетов
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX