• Eugene Borisov

Российские ученые создали ядерную батарейку, которая может работать до 20 лет

Пост обновлен авг. 31

Дата и время публикации: 23.08.2020 08:35

Группа ученых из НИТУ «МИСиС» представила инновационный источник питания - компактную ядерную батарейку, которая может работать до 20 лет.

Потребность в миниатюрных источниках питания, работающих продолжительное время, с каждым годом только возрастает. Одной из перспективных технологий, способной удовлетворить эту потребность, - является технология создания источников питания на основе бетавольтаического эффекта. В бетавольтаических элементах питания бета-частицы радиоизотопов попадают в область p-n перехода, в результате чего возникает наведенный потенциал. Если замкнуть p и n области, то в цепи потечет ток.

Преимущества бетавольтаических элементов – долгий срок службы (более 10 лет), малый вес, небольшой размер, широкий диапазон рабочих температур и высокая надежность.


Бетавольтаическая батарейка

В конструкции инновационного устройства, разработанного учеными из НИТУ «МИСиС» используется микроканальная трехмерная структура никелевого бетавольтаического элемента. В этой структуре радиоактивный элемент наносится с двух сторон планарного p-n перехода. Такая схема что позволяет контролировать обратный ток, который снижает мощность батареи. Специализированная микроканальная структура позволила увеличить эффективную площадь преобразования бета-излучения в 14 раз, а это в свою очередь, увеличило ток.


«Выходные электрические параметры предложенной нами конструкции составили: ток короткого замыкания IКЗ — 230 нА/см2, итоговая мощность — 31 нВт/см2. Конструкция позволяет в 10 раз повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде β-источника, в электроэнергию, что в перспективе должно снизить себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа, — утверждает один из разработчиков атомной батарейки Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС».

Батарейка может использоваться в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного долгосрочного источника питания и в качестве датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах.


В настоящий момент разработчики завершают процедуру международного патентования изобретения, а само устройство уже признано зарубежными экспертами.


Результаты своей работы ученые опубликовали в международном научном журнале Applied Radiation and Isotopes.

Подписаться на новости SCDAILY