Исследователи из Северо-Западного педагогического университета совместно со специалистами технологической компании «Чжулун» представили новую ядерную батарею под названием Qianjiyuan Tianshu. Разработка использует радиоактивный изотоп углерода-14 и полупроводниковый преобразователь из карбида кремния (SiC), что позволило значительно повысить эффективность устройства.
Ядерные, или радиоизотопные, батареи вырабатывают электричество за счет естественного распада радиоактивных материалов. Благодаря длительному периоду полураспада такие источники питания способны работать десятилетиями и даже тысячелетиями без подзарядки. Именно поэтому подобные технологии применяются в космических аппаратах, научных приборах, удаленных датчиках и некоторых медицинских устройствах.
По словам разработчиков, новая батарея стала развитием проекта Zhulong-1, представленного в 2024 году. В новой версии удалось увеличить выходную мощность в 2,6 раза, сохранив стабильность напряжения, а также сократить использование радиоактивного материала примерно на 22%. Одновременно инженеры улучшили компоновку устройства, внедрили трехмерную многослойную конструкцию и систему автономного управления.
Одним из главных нововведений стал переход на преобразователь из карбида кремния китайской разработки. В отличие от традиционных радиоизотопных источников питания, которые преобразуют тепло распада в электричество с помощью термоэлектрических элементов, новая батарея напрямую использует поток бета-частиц. По принципу работы она напоминает солнечную панель, только вместо света источником энергии выступает радиоактивное излучение.
Несмотря на компактные размеры — объем устройства составляет всего около 16,8 кубического сантиметра, — батарея обеспечивает напряжение 2,06 В и максимальную мощность 1,13 микроватта. При этом объемная плотность мощности выросла примерно в 15 раз по сравнению с предыдущей разработкой.
Разработчики также отмечают, что благодаря использованию углерода-14 с периодом полураспада около 5730 лет теоретический срок службы такого источника питания может исчисляться тысячелетиями. В перспективе подобные батареи могут найти применение в космической отрасли, автономных датчиках, промышленности и медицинских имплантатах, где особенно важна многолетняя работа без обслуживания.
Читать TechDigest в Google
