Игорь Аксюта (101) wrote,
Игорь Аксюта
101

Categories:

Учёные разработали ядерную батарейку, работающую 50 лет




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.




источник








Tags: технологии
Subscribe

Posts from This Journal “технологии” Tag

Buy for 50 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments