Μια ομάδα φυσικών και μηχανικών από διάφορα ερευνητικά κέντρα στην Κίνα ανέπτυξε μια μικροσκοπική πυρηνική μπαταρία που είναι έως και 8.000 φορές πιο αποτελεσματική από τους προηγούμενους τύπους. Τα αποτελέσματα της έρευνας τους δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature.
Οι επιστήμονες εδώ και δεκαετίες προσπαθούν να κατασκευάσουν μικρά πυρηνικά πακέτα ενέργειας που θα μπορούσαν να τροφοδοτούν συσκευές όπως τηλέφωνα, ρομπότ ή ακόμα και αυτοκίνητα, για πολλά χρόνια. Ωστόσο, η επικίνδυνη φύση των πυρηνικών υλικών δυσκόλευε την ανάπτυξη αυτών των μπαταριών, ακόμα και σε μικρή κλίμακα.
Μια πιθανή λύση ήταν να κατασκευαστούν συσκευές που χρησιμοποιούν πυρηνικό υλικό για να φορτίζουν μπαταρίες. Οι μέχρι τώρα προσπάθειες είχαν περιορισμένα αποτελέσματα, καθώς οι μικρές ποσότητες πυρηνικού υλικού παρήγαγαν χαμηλή ισχύ και οι συσκευές ήταν ιδιαίτερα αναποτελεσματικές.
Σε αυτή τη νέα έρευνα, η ομάδα κατάφερε να δημιουργήσει μια συσκευή με πολύ υψηλότερη απόδοση. Η κατασκευή της βασίζεται στην τοποθέτηση μιας μικρής ποσότητας του στοιχείου αμερικίου σε έναν κρύσταλλο. Η ενέργεια που εκπέμπεται από το αμερίκιο (σωματίδια άλφα) μετατρέπει τον κρύσταλλο σε φωτεινή πηγή που λάμπει πράσινο. Αυτό το φως στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό μέσω ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου.
Η συσκευή τοποθετείται μέσα σε μια κυψέλη χαλαζία για την προστασία από τη διαρροή ακτινοβολίας. Κατά τη δοκιμή της, διαπιστώθηκε ότι μπορεί να παραμείνει φορτισμένη για δεκαετίες, δεδομένου ότι ο χρόνος ημιζωής του αμερικίου είναι 7.380 χρόνια. Ωστόσο, η ακτινοβολία με την πάροδο του χρόνου θα διαβρώσει τα υλικά που το περιβάλλουν.
Αν και η συσκευή είναι 8.000 φορές πιο αποτελεσματική από προηγούμενα συστήματα πυρηνικών μπαταριών, η παραγόμενη ισχύς είναι ακόμα πολύ μικρή. Για παράδειγμα, θα χρειάζονταν 40 δισεκατομμύρια τέτοιες μπαταρίες για να ανάψει μια λάμπα 60 watt.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι με περαιτέρω βελτιώσεις, η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει σε μικροσκοπικά πακέτα ενέργειας για μικρές, απομακρυσμένες συσκευές, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται σε διαστημικές αποστολές.
Μελλοντικές προοπτικές και εφαρμογές
Οι μικροσκοπικές αυτές πυρηνικές μπαταρίες θα μπορούσαν να βρουν εφαρμογές όχι μόνο σε διαστημικές αποστολές, αλλά και σε ιατρικές συσκευές, όπως βηματοδότες, όπου απαιτείται μακροχρόνια και αξιόπιστη παροχή ενέργειας. Επιπλέον, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε αισθητήρες που λειτουργούν σε απομακρυσμένες περιοχές, όπου η συντήρηση είναι δύσκολη και η αντικατάσταση μπαταριών μη πρακτική.
Παρά τις εντυπωσιακές τους δυνατότητες, υπάρχουν ακόμα προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν, όπως η ασφάλεια και η αποδοτικότητα της συσκευής. Η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο και θα χρειαστεί περαιτέρω ανάπτυξη πριν δούμε πρακτικές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας στην καθημερινή μας ζωή.
