Китайски учени създадоха ядрена батерия с 50-годишен срок на експлоатация

Изследователска група от университета в Сямен и Китайския институт за атомна енергия разработи иновативна ядрена батерия, способна да функционира в екстремални условия повече от половин век. Новата технология на радиофотоелектрични елементи на базата на стронций-90 (RPVC) с вълноводна структура за концентрация на светлина (WLC) демонстрира ефективност на преобразуване на енергията от 2,96%, което е три пъти повече от показателите на съществуващите аналози.

Разработката под ръководството на професор Хайшен Сан и доктор Ксин Ли решава критичния проблем с енергоснабдяването на оборудването в сурови условия, където традиционните източници на енергия са неефективни поради ограничената енергийна плътност и необходимостта от редовно обслужване.

Ключов елемент на новата батерия са многослойните сцинтилационни вълноводи GAGG: Ce (гадолиний-алуминиево-галиев гранат, легиран с церий), които преобразуват радиоактивната енергия в светлинно излъчване с пик на дължина на вълната 520 нм. Тази светлина се насочва към фотоелектрически елементи за генериране на електричество.

Тестовете показаха, че единичен RPVC модул генерира мощност от 48,9 микровата, а многомодулната версия достига 3,17 миливата. Прототипът демонстрира ток на късо съединение от 2,23 милиампера и напрежение на празен ход от 2,14 волта.

Особено важно постижение е дълготрайността на устройството. При моделиране на 50-годишно радиационно въздействие оптичните характеристики са се понижили само с 13,8%. Системата не изисква движещи се части или външен източник на енергия, което я прави идеална за използване в космоса и дълбоководните обекти.

Въпреки перспективността на технологията, изследователите отбелязват, че масовото производство на такива батерии все още е ограничено от проблеми с мащабирането и високата цена на радиоизотопите на стронций-90.