Группа ученых НИТУ «МИСиС» представила прототипы ядерных батареек, использующих в качестве энергетического материала изотоп никеля-63. Заявленный срок бесперебойной работы составляет 50 лет. Область применения изделия – от кардиоимплантатов до космических аппаратов для исследования дальнего космоса.
Современные технологии в области микросистемной техники позволяют создавать сверхминиатюрные электронные устройства и приборы, которые, благодаря низкому энергопотреблению, способны работать от маломощных источников питания. Такими источниками могут быть бета-вольтаические (использующие бета-излучение) ядерные батарейки, в том числе, применяющие в качестве источника электронов изотоп «никель-63». Период полураспада «никеля-63» составляет 100 лет, в этом он уступает лишь изотопу «углерод-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.
Группой ученых НИТУ «МИСиС» под руководством заведующего кафедрой материаловедения полупроводников и диэлектриков профессора Юрия Пархоменко разработана уникальная технология создания преобразователей энергии бета-излучения в электрическую энергию на основе монокристаллов пьезоэлектриков для использования в составе автономных бета-вольтаических батарей переменного напряжения.
По словам 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/см.3 При низких удельных мощностях энергетического материала батарейка, собранная на их основе, способна обеспечивать непрерывную выходную мощность 10-100 нВт/см3 – достаточную, чтобы обеспечить питание кардиоимплантата».
Объем рынка активных медицинских имплантатов в 2016 году составил 24,8 млрд долларов США, а потенциальный рынок аккумуляторных батарей в 2020 году оценивается в несколько десятков млрд долларов США.
Технология создания бета-вольтаических батареек планируется к применению в ядерной энергетике, авиакосмической технике, нано- и микроэлектронике, биомедицине, специальной технике (в том числе системах безопасности и контроля), в необслуживаемых источниках энергообеспечения с длительным сроком эксплуатации.
«У новой разработки ученых НИТУ «МИСиС» большой потенциал, так как потребность в надежных элементах питания с долгим сроком службы достаточно велика. С учетом уникальных характеристик: небольшого размера и безопасности, бета-вольтаические батарейки, разработанные в нашем университете, могут занять существенную долю рынка аналогичных источников питания», – отметила ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.
Реализация проекта позволит создать источники питания длительного срока службы для сети автономного навигационного оборудования, систем телеметрии и сенсоров, позволяющих производить онлайн-мониторинг широкого спектра параметров.
Разработка технологии позволит перейти к мелкосерийному производству бета-вольтаических батареек длительного срока службы, что в перспективе создаст новую область рынка источников питания, а также обеспечит развитие наукоемких отраслей российской экономики, таких, как ядерная энергетика, полупроводниковая и химическая промышленность.
Комментарии
Было это всё, принцип-то древний. Ещё в Обнинске эту тему ковыряли. А тут, похоже, просто не ленивые коммерсы нашлись.
Батя говорит на северах уже давно "стронциевые" маяки стоят, в смысле источники питания, там вроде 30 лет период полураспада..
Там РИТЭГи, здесь бета-вольтаика, довольно принципиальная разница. РИТЕГи с северов все собрали, недавно рапортовали о завершении программы утилизации.
Коммерсов на пушечный выстрел к этому подпускать нельзя, это программа Першуковского блока иноваций.
Это советские космические разработки. Какие российские ученые, сомневаюсь, что у них зарплата позволяет что то разрабатывать. А по факту, если у наших есть, то у пиндосов точно имеется. Хорошая батарейка для роботов. Осталось адаптировать и 50 лет в автономке.
Осталось найти роботов, потребляющих меньше микроватта.
Так надо полагать их и не собираются на 50 лет заправлять, автономка на неделю уже меняет всю картину, а раз в неделю батарейку всяко поменять смогут. Тут без вариантов. Так или иначе, это уже есть, собрать конструктор из деталей и повесить на него пулемет дело техники.
Очень похоже, что люди скоро станут не нужны практически нигде. Возможно оставят для начала золотой миллиард. В общем то, ничего удивительного не происходит. Это эволюция, так или иначе.
Когда научитесь произвольно менять скорость и мощность полураспада радиоактивных изотопов, приходите. А пока микроватт.
Да уж давно научились проснитесь уже. Ядерный реактор в прошлом веке запустили, или там мощность не меняется..
Что, жертва ЕГЭ? Ядерный реактор и изотопный термоэлектрический генератор - одно и то же, да? А про критическую массу в школе тоже не рассказывали?
Люди будут нужны постоянно, потому что только люди-человеки генерируют прибавочную стоимость - то бишь, производят накопление капитала у вершителей мировой финансовой пирамиды.
Поэтому "оставленный" золотой миллиард тут же перестанет быть золотым. Большая его часть станет теми же, кем были уничтоженые пять-шесть миллиардов.
Генерирует от силы 5 процентов, в основном те которые занимаются наукой. Остальные в принципе механизмам не конкуренты. Раньше хоть как пушечное мясо нужны были, а теперь, просто пассив. Будьте реалистом.
Вы какое-то совершенно ничем не обоснованное мнение транслируете, так что даже возникает сомнение в вашей адекватности. Как вы посчитали 5 процентов? Если генерируют прибавочную стоимость абсолютно все субъекты, которые получают зарплату - причем, даже неважно, в чем - в каким размере и в какой валюте она платится - хоть в мисках жидкой каши, хоть в звонкой монете.
Этим субъектам именно за эту генерацию платят.
50 лет с чемоданом батареек в руках :)
как там в старом анекдоте было про часы?
А ещё там обама есть, а у нас нету
P.s. Для некоторых.. это был сарказм
Очень нужную вещь сделали, очень радуюсь за наших ученых. Только вот надо решить проблему стоимости такой батарейки - хотя она конечно решается путем серийного производства как минимум. А вторая наверно основная - это сильное энергетическое лобби со стороны действующих энергетических гигантов, то есть они всеми силами будут тормозить процесс, путем скупки патента на данное изобретение и укладки его под ковер. По поводу срока службы - то что она батарейка будет работать - цать лет, очень хорошо кардиостимуляторв и т.д и т.п, но плохо такой срок службы для автомобилей и тд и тп так один раз купил авто и все типа можно вечно ездить или летать пока не проржавеет - а ведь надо дальше исследоваться и развивать технологию и вот на это надо кучу денег. Либо иметь рынок сбыта который бы охватывал население в 100 миллиарда человек или больше - а это фантастика пока-что, так мы не нашли человекоподобных или разумных существ за пределами нашей солнечной системы и которому бы это нужно было, потому как есть риск встретить более умных чем мы.
Полный бред написал, завязывай.
Фишка в пьезоэлементе, в том, что батарея работает в импульсном режиме. Как следует из текста, в импульсе батарея отдает на порядок большую мощность на единицу объема, что для разного рода датчиков, кардиостимуляторов, часов принципиально.
В телефон дайте две.
Сколько статей а так никто и не сказал чем оно лучше тритейвой батарейки?
Периодом полураспада, при сопоставимой плотности мощности.
Судя по строку службы 50 лет отличие не принципиально. там тоже 30 лет.
Скорее тритиевая, полупроводниковая запатентована наглухо, а эта чисто своя технология.
Написано же, лучше отдачей энергии в импульсном режиме, на порядок превосходящей мощность в непрерывном режиме.
За тридцать лет мощность тритиевой батарейки упадет раз в 8-10 (кроме распада трития там еще есть деградация конвертора).