Группа ученых из ФГБНУ ТИСНУМ, МФТИ, НИТУ МИСиС и ФГУП НПО "Луч" разработала ядерные батареи переменного напряжения, использующие в качестве энергетического материала изотоп никеля-63, передает ТАСС. Заявленный срок бесперебойной работы батарей составляет 50 лет.
Как отмечает 3DNews, первыми ядерную батарею, использующую никель-63, создали ученые из Корнелльского университета, однако их разработка отличалась крайне низкой мощностью. Российские исследователи взялись решить эту проблему и разработали технологию создания преобразователей энергии бета-излучения в электрическую на основе монокристаллов пьезоэлектриков для использования в составе автономных бета-вольтаических батарей переменного напряжения.
По словам профессора МИСиС Юрия Пархоменко, применение импульсных источников питания (они накапливают и отдают заряд) позволяет преодолеть ограничения, вызванные малой мощностью бета-вольтаических ядерных батареек. Так, в импульсном режиме один бета-вольтаический элемент способен выдавать мощность вплоть до 1 мВт/см3. При низких удельных мощностях энергетического материала батарейка, собранная на их основе, способна обеспечивать непрерывную выходную мощность 10-100 нВт/см3, которой будет достаточно для питания кардиоимплантата.
Используемый в качестве источника электронов изотоп никеля не наносит вреда живым организмам. "Период полураспада никеля-63 составляет 100 лет, в этом он уступает лишь изотопу углерода-14 (5700 лет), однако последний имеет в 1000 раз меньшую удельную активность. Помимо этого, для никеля-63 характерно так называемое "мягкое" излучение, не наносящее вред живому организму", - отмечается в сообщении на сайте МИСиС.
Создатели батарей полагают, что они могут найти применение в самых разных сферах, включая ядерную энергетику, микроэлектронику, биомедицину, а также авиакосмическую электронику. Однако главной проблемой в настоящее время является их высокая цена. Как отмечает Geek Times, стоимость 1 грамма радиоактивного никеля составляет около четырех тысяч долларов, а изготовление одной батарейки может обойтись в 4,5 миллиона рублей.
Тем не менее разработчики считают, что мелкосерийное производство таких элементов питания даст импульс для развития наукоемких отраслей российской промышленности.
