Вчені «Росатома» наблизилися до створення унікальної «ядерної батарейки. Атомна батарейка в сучасному світі Де використовуються ядерні батарейки

Нарешті на нашій акумуляторної галявині засвітився Росатом, показавши на форумі «Атомекспо-2017» ядерну батарейку з терміном служби не менше 50 років. Користуючись цією знаменною приводом, розглянемо перспективи використання мирного атома для мобільних пристроїв.

Атомний (ядерний) акумулятор - це все-таки батарейка, а не акумулятор, так як - це за визначенням одноразовий джерело електричного струму, без можливості перезарядження. Незважаючи на це, уяву публіки активно розбурхує перспектива використання атомних акумуляторів в мобільних пристроях. Але про все по порядку.

Що саме представив Росатом на форумі? Генеральний директор ФГУП «НДІ НВО Луч», Павло Зайцев заявив, що представлений джерело, що працює на ізотопі Ni63, здатний протягом 50 років видавати 1mkW з напругою 2V. Павло Зайцев цілком відверто говорить про скромні вольт-амперні характеристики, роблячи основний упор на тривалий термін служби. Напевно, виключно з особистої скромності, Генеральний директор ФГУП «НДІ НВО Луч» вказав у технічних характеристиках тільки потужність, а не загальноприйняту ємність. Але ми не будемо надавати цьому великого значення і просто розрахуємо ємність:

C \u003d 0,000001W * 50 років * 365 днів * 24 години / 2V \u003d 219mA

Виходить, що ємність ядерної батарейки, розміром з невеликий універсальний акумулятор, всього лише як у літій-полімерного (Li-Pol) акумулятора для блютуз навушників! Павло Зайцев передбачає використання своєї ядерної батарейки в кардіології, що викликає великі сумніви при настільки величезних розмірах. Можливо ця ядерна батарея може розглядатися як певний прототип отримання електрики з ізотопів, але Росатому потрібно зменшити батарею в тисячі разів, щоб відповідати сучасним електрокардіостимулятор.

Зовсім не порадувала вартість ядерного акумулятора - директор державного унітарного підприємства оголосив ціну ізотопу нікелю в доларах (!) 4000USD / грам. Чи означає це, що основний компонент буде купуватися за кордоном Росії? А скільки грам необхідно на виготовлення одного акумулятора? Одночасно з цим було відмічено, що будуть потрібні також алмазні елементи (також не ясно скільки?), Але вартість яких (уже в рублях) коливається від 10 000 до 100 000 рублів за штуку. Яка ж буде повна вартість такої батарейки? Електрокардіостимулятори в Росії встановлюються за полісом ОМС безкоштовно в екстрених випадках або при наявності квоти. При недостатності квоти і за електрокардіостимулятори іноземного виробництва хворим доводиться оплачувати самостійно. Чи будуть ядерні батареї встановлюватися за рахунок бюджету ОМС або літні люди повинні будуть купувати їх окремо? Якби керівництво Росатома пригадаймо, що російські пенсіонери живуть в режимі "день простояти та ніч протриматися", то, напевно, усвідомило б той безглуздий дисонанс між космічним терміном служби і вартістю. Це наштовхує на думку, що шановний Павло Зайцев активно освоює кошти, виділені на НДДКР, нітрохи не замислюючись про кінцевих користувачів. Аналогічну оцінку "винаходи" Росатома дають користувачі соціальних мереж:

Чи її де-небудь вийде використовувати. Я більш ніж упевнений, що бюджет як завжди освоїли, частина його витратили на презентацію, а сам виріб ніхто ніколи не побачить :)

Заявлений термін служби (50 років), як ми здогадалися - це якраз половина періоду напіврозпаду Ni 63 (100років). Таку ж логіку використовують вчені Брістольського університету в концептуальному ролику. На відміну від батарейки Росатома, брістольській атомна батарейка використовує ізотоп C 14 і може працювати 5730 років! В Брістольському університеті правда забули поділити на 2, але і 2865 років занадто багато для кардіостимулятора. Унікальність Бристольської концепції полягає в тому, що проблема ядерних відходів вирішується шляхом переробки їх в ядерні батарейки.

Якщо уважно прослухати і перекласти текст цього ролика, то відкривається набагато більше цікавої інформації. Спочатку детально розповідається про походження ізотопу С 14

З 1940 Англія зробила багато ядерних реакторів наукового, військового і цивільного призначення. Всі ці реактори використовують уран як паливо, а всередині реактор зроблений з графітових блоків. Ці графітові блоки використовуються в процесі ядерного розщеплення, дозволяючи контролювати ланцюгову реакцію, яка дає постійне джерело тепла. Це тепло потім використовується, щоб перетворити воду в пар, яке потім крутить турбіни, щоб зробити електрику. Ядерні електростанції виробляють ядерні відходи, які необхідно безпечно утилізувати. Треба просто почекати, щоб ці відходи перестали бути радіоактивними. На жаль, це займає тисячі і мільйони років. Це також вимагає дуже багато грошей, щоб контролювати безпеку протягом цих багатьох років. Так як ми використовуємо графітові реактори, Англія створила 95000 тон графітових блоків містять радіацію. Цей графіт тільки один з форм вуглецю, простий і стабільний елемент, але якщо покласти ці блоки в високо радіоактивне місце, то тоді частина вуглецю перетворюється в вуглець 14. Вуглець 14 може перетворитися назад в звичайний вуглець 12 коли її збільшують споживання піде. Але це дуже довгий процес тому що період напіврозпаду вуглецю 14 складає 5730 років.

Нещодавно вчені з університету Bristol "s Cabot Institute продемонстрували, що вуглець 14 концентрується в блоках радіацією зовні. Це означає, що можливо прибрати більшість радіації нагріваючи їх - більшість радіації виходить як газ, який потім може бути зібраний. Решта графітові блоки все-одно радіоактивні , але не так сильно, це означає, що утилізувати їх буде простіше і дешевше. Радіоактивний вуглець 14 в формі газу, може побут перероблений при низькому тиску і високих температурах в алмаз - це ще одна форма вуглецю. Штучні алмази, зроблені з радіоактивного вуглецю, випромінюють потік бета-випромінювання, яке може створити електричний струм. Це дає нам ядерну енергію алмазної батареї. Щоб вона була безпечною для нашого використання вона покривається шаром не радіоактивного алмаза, який повністю поглинає всю радіацію і перетворює її в електрику майже на 100%. Там немає рухається частин, її не треба обслуговувати, алмаз просто виробляє електрику. Так як алмаз найтвердіша речовина на світлі, то ніяке інше речовина не може дати такий захист для радіоактивного вуглецю 14. Тому зовні можна виявити дуже маленька кількість радіації. Але це майже те ж саме кількість радіації, скільки виділяє банан, так що воно зовсім безпечно. Як ми вже сказали тільки половина вуглецю 14 розпадається через кожен 5730 років, це означає що наша батарея-діамант має дивовижний час життя - вона розрядиться на 50% тільки в 7746 році. Ці діамантові батареї будуть найкраще використані там, де не можна міняти звичайні батарей. Наприклад в супутниках для космічних досліджень або для імплантованих пристроїв, таких як кардіостимулятори.

Ми просимо всіх відправляти свої пропозиції на #diamondbattery. Розробка цієї нової технології вирішила б багато проблем, наприклад: ядерного сміття, чистої електрики і збільшення терміну служби батарей. Це перенесе нас в "діамантовий століття" виробництва енергії.

Дуже красива концепція вчених з Брістоля 2016 року і дуже скромна коробочка Росатома можливо (?) Коли-небудь будуть доопрацьовані до алмазних електростанцій, але ніяк не ядерних батарейок для мобільних пристроїв. Складно буде вмовити людей ходити з Фукусімою в кишені, навіть якщо за це почнуть доплачувати.

Використання атома в мирних цілях - це один зі спірних питань сучасності, якщо врахувати, що енергетика - це найбільш монополізована галузь економіки, коли в ціні KW електроенергії більше 90% складають податки і збори. Ефективність мирного атома викликають сумніви, так як в ціну умовно дешевої атомної енергії не включається вартість техногенних наслідків. Тому деякі країни, в тому числі Німеччина і Японія прийняли рішення повністю відмовитися від використання атома в енергетиці. Адже розвиваючи поновлювані джерела енергії, можна не тільки повністю відмовитися від атомної енергії, а й створити високотехнологічну галузь з мільйонами висококваліфікованих робочих місць.

Підводячи підсумок, ми, швидше за все, маємо чергову технодурілку типу "Супераккумулятор", а не проривна "винахід" діамантового століття. Іншими словами, застосовувати мирний атом в мікроенергетіке - це що свиню голити - вереску багато, а шерсті мало!

На даний момент наука прогресує і розвивається. На сьогоднішній день вже винайдена ядерна батарейка. Прослужити таке джерело енергії може до 50, а іноді і до 100 років. Тут все залежить від розміру і яке радіоактивну речовину використовується.

У перші заяву про виробництві атомної батарейки прозвучало від Росатома. У 2017 році цією компанією на виставці був представлений дослідний зразок.

Дослідникам вдалося виконати оптимізацію шарів ядерної батарейки, яка для вироблення електрики використовує бета-розпад ізотопу нікелю 63.

1 грам такої речовини містить 3300 милливатт годин.

Принцип роботи атомної батарейки

Отримання енергії грунтується на хімічній реакції з використанням різних типів ізотопів. Вчасно бета розпаду створюється електричний потенціал. А це дає струм.

Чи небезпечні ядерні батарейки?

Розробники стверджують, що подібні елементи живлення для звичайних громадян є повністю безпечними. А все тому що конструкція корпусу виконана добротно.

Відомо, що бета випромінювання шкодить організму. Але в створеній ядерної батарейці воно м'яке і буде поглинатися всередині енергетичного елемента.

На даний момент фахівці виділяють кілька галузей в яких планується використовувати ядерну батарейку «Росія А123»:

1. Медицина.
2. Космічна галузь.
3. Промисловість.
4. Транспорт.

Так само по мимо цих сфер нові довговічні джерела енергії можна використовувати і в інших.

Плюси ядерної батарейки

Виділяють ряд позитивних якостей:

• Довговічність. Чи зможуть пропрацювати до 100 000 років.
• Здатність переносити критичні температури.
• Маленький розмір дозволить їх зробити портативними і використовувати в компактній техніці.

Мінуси ядреной батарейки

• Складність виробництва.
• Присутній небезпека опромінення. Особливо при пошкодженні корпусу.
• Дорожнеча. Одна ядерна батарейка може коштувати від 500 000 до 4 500 000 рублів.
• Доступні вузькому колу людей.
• Невеликий асортимент.

Дослідженням і розробкою ядерних батарей займаються не тільки великі компанії, але і звичайні студенти. Так в Томську студент розробив свій акумулятор, на ядерній енергетиці, який може пропрацювати без підзарядки близько 12 років. Робота винаходу заснована на розпаді тритію. Така батарейка не змінює своїх характеристик з плином часу.

Ядерна батарейка для смартфона

На 2019 рік випускають атомні джерела енергії для телефонів. Виглядають вони так як показано на зображенні нижче.

Нагадують якусь мікросхему, яка вставляється в спеціальні роз'єми в мобільнику. Така батарея здатна пропрацювати 20 років. Причому весь цей час її не потрібно заряджати. Так може бути за рахунок процесу ядерного поділу. Правда багатьох таке джерело енергії може налякати. Адже всім відомо, що радіація шкідлива і руйнує організм. І тягати такий телефон біля себе протягом доби мало кому сподобається.

Але як стверджують вчені така ядерна батарея повністю безпечна. Так як в якості активної речовини задіяний тритій. Його випромінювання, що з'являється при розпаді, є без шкідливим. Подивитися роботу тритію можна на світяться в темряві кварцових годиннику. Витримує батарейка мороз в мінус 50 градусів. Так само стабільно функціонує при плюс 150 C 0. При цьому ніяких коливань в її роботі відзначено не було.

Непогано під рукою мати такий акумулятор хоча б для того щоб зарядити телефон на звичайній АКБ.

Напруга такої батареї коливається від 0,8 - 2,4 вольт. Так само вона генерує від 50 до 300 нано ампер. І все це відбувається на протязі 20 років.

Ємність розрахована наступним чином: C \u003d 0,000001W * 50 років * 365 днів * 24 години / 2V \u003d 219mA

На даний момент АКБ оцінюється 1 122 долари. Якщо перевести на рублі за нинішнім курсом (65,42), то це вийде 73 400 рублів.

Де використовуються ядерні батарейки?

Область застосування практично така ж, як і у звичайних елементів живлення. Застосовують їх в:

• Мікроелектроніці.
• Датчиках тиску і температури.
• Імплантантах.
• Як повербанков для літієвих елементів.
• Системах ідентифікації.
• Годинах.
• SRAM пам'яті.
• Для живлення процесорів малої потужності, наприклад, FPGA, ASIC.

Це не єдині пристрої в майбутньому їх список помітно розшириться.

Ядерна батарейка на нікелі 63 і її характеристики

Даний атомний джерело енергії, виконаний на 63 ізотопі може прослужити до 50 років. Працює вона за рахунок бета вольтоіческого ефекту. Він практично схожий на фото електричний ефект. У ньому електронно діркові пари в кристалічній решітці напівпровідника створюються під дією швидких електронів або бета частинок. А при фотоелектричні ефекті вони з'являються під впливом фотонів.

Атомна батарейка на нікелі 63 виробляється за рахунок процесу опромінення в реакторі мішеней з нікелю 62. Дослідник Гаврилов стверджує, що на це йде близько 1 року. Потрібні мішені вже є в Желєзногорську.

Якщо порівнювати нові російські ядерні батарейки на нікелі 63 з літій-іонними елементами живлення, то вони будуть в 30 разів менше.

Фахівці стверджують, що ці енергетичні джерела безпечні для людини так як виділяють слабкі бета промені. До того ж вони не виходять назовні, а залишаються всередині пристрою.

Таке джерело живлення на даний момент відмінно підійде для медичних кардіостимуляторів. Але ось про вартість розробники не говорять. Але можна підрахувати її і без них. 1 грам Ni-63 на даний момент коштує приблизно 4000 $. Від сюди можна зробити висновок що на повноцінну батарею потрібно дуже багато грошей.

Нікель 63 добувають з алмазів. Але щоб отримати даний ізотоп потрібно було створити нову технологію по нарізці міцного алмазного матеріалу.

Взагалі ядерна батарея складається з випромінювача і відокремленого за допомогою спеціальної плівки колектора. Коли йде розпад радіоактивний елемент випускає бета випромінювання. В результаті відбувається його позитивний заряд. В цей час колектор заряджається негативно. Після чого з'являється різниця потенціалів і утворюється електричний струм.

По суті наш атомний елемент живлення вдає із себе шаруватий пиріг. Переможе 200-т алмазних напівпровідників стоять 200 джерел енергії, виконаних з нікелю 63. Висота джерела енергії становить близько 4 мм. Його вага дорівнює 250 міліграм. Маленький розмір - це великий плюс для Російської атомної батарейки.

Складно знайти потрібні габарити. Велика товщина ізотопу не дасть з'явилися в ньому електронів вийти. Маленька товщина не вигідна, так як знижується кількість бета розпадів в одиницю часу. Те ж саме і з товщиною напівпровідника. Найкраще батарейка функціонує при товщині ізотопу близько 2-х мікрон. А алмазного напівпровідника 10 мікрон.

Але то що вдалося досягти вченим на даний момент не є межею. Вихлоп можна підвищити ще мінімум в три рази. А це означає, що ядерну батарейку можна зробити в 3-и рази дешевше.

Ядерна батарейка на вуглеці 14 працює 100 років

У даній атомної батарейці в порівнянні з іншими радіаційними джерелами енергії є наступні переваги:

1. Дешевизна.
2. Екологічна чистота.
3. Довгий термін роботи до 100 років.
4. Низька токсичність.
5. Безпека.
6. Здатна працювати в екстремальних температурних умовах.

Радіо активний ізотоп вуглець 14 має період напіврозпаду 5700 років. Він абсолютно не токсичний і має низьку вартість.

Активну роботу по модернізації ядерної батарейки ведуть не тільки США і Росія, але й інші країни! Дослідники навчилися нарощувати плівку на карбідної підкладці. В результаті чого підкладка подешевшала в цілих 100 разів. Така структура стійка до радіації, а це робить даний енергетичний джерело безпечним і довговічним. Застосовуючи карбід кремнію в ядерні батареї можна домогтися її роботи при температурі в 350 градусів Цельсія.

Таким чином ученим вдалося створити атомну батарейку своїми руками!

Розробити бета-вольтаіческіе батареї - джерело живлення нового покоління, намагаються вже півстоліття, проте до промислового випуску ніхто досі не дійшов. Начинка для батарейки, ізотоп нікель-63, не зустрічається в природі: його можна напрацювати тільки штучно.
У деяких країнах, наприклад США, придумали технології, що дозволяють отримати нікель, але тільки низькозбагачений - з вмістом 63-ї ізотопу близько 20%. З ним ефективну ядерну батарейку не зробиш. Підприємства «Росатома» добилися більш ніж 80% -ного збагачення.
Російська ядерна батарейка - спільний проект ДХК, ряду інших галузевих підприємств і Академії наук. «В рамках кооперації кілька завдань, основна - системна інтеграція, - розповів« СР »заступник начальника технічного відділу ДХК Дмитро Друзь. - Зараз виконується ряд дослідно-конструкторських робіт за технологією отримання нікелю з високим збагаченням по 63-му ізотопу і ряд робіт по створенню дослідного зразка елемента живлення ».
Принцип дії ядерної батарейки заснований на бета-вольтаіческом ефекті: бета-випромінювання радіоактивного ізотопу нікелю за допомогою напівпровідника перетворюється в електричну енергію. Аналог фотоефекту, з тією різницею, що освіта електрон-діркових пар в кристалічній решітці напівпровідника відбувається під впливом бета-частинок (швидких електронів), а не фотонів.
«Принципово батарейка на основі ізотопу нікель-63 складається з чотирьох частин: напівпровідникового перетворювача бета-випромінювання, нанесеного на нього надтонкою шаром високозбагаченого ізотопу нікель-63, контакторів елемента живлення і мініатюрного герметичного корпусу», - розповідає Дмитро Друзь.

Технічні характеристики ДЖЕРЕЛА

100 мкВт / см

ПИТОМА ПОТУЖНІСТЬ

16.6,2 мм

Габарити

\u003e 50 років

СТРОК СЛУЖБИ

20 %

Перший зразок ядерної батарейки на ДХК намір отримати в кінці 2016- го - початку 2017 року. За формою і габаритами джерела адаптують під елементи живлення мікроваттного класу, зокрема для нейро- і кардіостимуляторів. Надалі характеристики і особливості продукту будуть залежати від області застосування і вимог замовника. «Це можуть бути звичні форм-фактори -« таблетки »або мініатюрні пальчикові батарейки, або мікромініатюрних форм-фактори», - перераховує Дмитро Друзь.

Технологія проривна - випереджальна всі відомі на сьогодні західні аналоги навіть не на крок, а на кілька кроків. Для реалізації проекту необхідно вирішити фундаментальні і прикладні наукові завдання, а також застосувати промислові технології «Росатому», які знову-таки обійшли західні. І все це в цілому, як ми розраховуємо, дозволить до початку наступного року створити унікальний продукт. Петро Гаврилов, генеральний директор ДХК

На хвилі інтересу до новинки в пресі з'явилися публікації про розробки інших організацій.
Так, колектив вчених з місіс, ТІСНУМ, МФТІ і НВО «Луч» створив прототип нового перетворювача енергії іонізуючого випромінювання ізотопу нікель-63. Але це не ядерна батарейка, а ядерний генератор. Керівник дослідницького колективу, завідувач кафедри матеріалознавства напівпровідників і діелектриків Місіс, професор Юрій Пархоменко коментує: «Перед нами стояла принципово інше завдання - розробка радіаційно-стимульованого механоелектричного генератора змінної напруги, що діє за рахунок енергії іонізуючого випромінювання ізотопу нікель-63».
Серце цього елемента живлення - кантилевер, тонка пластина з пьезокрісталліческого ниобата літію з бідоменной структурою. Енергія, що виділяється в ізотопі нікель-63 при бета-розпаді, перетворюється в енергію механічних коливань пьезокрісталліческого кантільовери, яка, в свою чергу, перетворюється в змінну напругу на електродах.
І бета-вольтаіческіе, і мікроелектромеханічні джерела (аналог розробки Місіс і партнерів) з'явилися більше 10 років тому, але всім їм не вистачає ККД і потужності, яку може дати нікель-63 високого збагачення. Як зазначає Дмитро Друзь, вже на нинішній стадії НДДКР зрозуміло, що батарейка ДХК перевершить всі зразки елементів живлення, що використовують енергію бета-розпаду нікелю-63. «Наше джерело має багаторазові переваги як по ефективності і потужності, так і за габаритами і невибагливості. Його можна застосовувати в самих екстремальних умовах », - підкреслив Дмитро Друзь.
Ядерна батарейка під брендом «Росатома» зовсім скоро стане реальністю, і є всі підстави вважати, що цей продукт переверне не тільки вітчизняний, а й світовий ринок.

потенційні споживачі
Медичні кардіостимулятори використовують як джерело енергії плутоній-238 і служать близько 10 років. Заміна кардіостимуляторів - складна операція, з ядерної батарейкою деімплантація не знадобиться протягом 50 років. В атомній промисловості ядерні батарейки можна встановити в датчики контролю температури і радіаційного випромінювання. Ядерні батарейки стануть незамінним компонентом мереж автономного навігаційного обладнання, систем телеметрії і онлайн-моніторингу широкого спектру параметрів. На ура довгограючі джерела візьмуть творці різних підводних систем, підкорювачі Півночі, військова промисловість.
виробництво
Нікель-63 - чисте джерело енергії: м'яке бета-випромінювання не супроводжується шкідливим гамма-випромінюванням. Період напіврозпаду - 100 років. Для напрацювання ізотопу потрібно дві стадії збагачення: спочатку на центрифугах по нікелю-62, потім, після збагачення і виділення, - по нікелю-63.
У кожен дім?
Хто з нас не хоче, щоб смартфони, комп'ютери або планшети працювали 50 років без підзарядки? З точки зору безпеки перешкод немає: бета-випромінювання нікелю-63 поглинається корпусом батарейки. Однак є побоювання, що знайдуться бажаючі розібрати батарейку. І ось тоді можуть бути негативні наслідки. Є ще одна перешкода для доступу широкого споживача до ядерних батареям і генераторів - ціна. Через складну технології отримання 1 г нікелю-63 коштує сотні тисяч рублів. Навіть при тому що батарейці потрібно набагато менше грама, коштує вона дорого. Однак, коли продукт апробують в наукомістких, високотехнологічних галузях, попит виросте, і тоді почнеться промислове виробництво нікелю-63, а собівартість стане набагато нижче. Важливе питання: як утилізувати компактні ядерні джерела енергії? «Оптимально здавати їх на переробку для витягу не розпався ізотопу», - вважає заступник начальника технічного відділу ДХК Дмитро Друзь.

Джерело живлення може використовуватися також в медицині

Росатом презентував на IX форумі «Атомекспо-2017» одну з останніх розробок - ядерну батарейку на основі радіокатівного ізотопу нікель-63. Унікальне джерело живлення може використовуватися в медицині і космосі, а відтак скоротити мільйони доларів на обладнанні. При цьому виставковий макет має мініатюрні розміри - всього 1 куб сантиметр, а термін його служби складає мінімум 50 років.

«Простими словами, це ядерна батарейка, а якщо говорити науковою мовою - це джерело бета-випромінювання, який складається з бета-вольтаріческого елемента і напівпровідникового перетворювача на основі алмазу. Нікелю-63 в природі не існує, його отримують шляхом опромінення нейтронами природного ізотопу нікель-62 в ядерному реакторі з подальшою радиохимической переробкою і розподілом на газових центрифугах », - розповів в бесіді з« МК »заступник начальника лабораторії НДІ НВО« Луч », підприємства наукового дивізіону «Росатома» Олександр Павкін. Він зазначив, що властивості нікелю-63 роблять батарейку дуже зручним, компактним, а головне безпечним елементом харчування з питомою потужністю в 1 мікроват і напругою 2 Вольт. Безпека такого джерела живлення фахівець пояснив тим, що нікель-63 вважається «м'яким» бета-випромінювачем, оскільки в його випадку немає ні нейтронного, ні гамма-випромінювання, а електрони бета-випромінювання повністю поглинаються перетворювачем і повністю нешкідливі для людини.

При цьому потужність батарейки можна збільшувати або зменшувати виходячи з потреб: чим більше габарити, чим більше потужність. За словами Павкін, потужності в 1 мікроват досить для використання батарейки в кардіостимулятор або нейростимуляторами. Фахівець також додав, що крім медицини такі джерела живлення можуть застосовуватися в космонавтиці, а також як елемент живлення в важкодоступних районах і екстремальних умовах.

Вартість такої диво-батарейки підрахувати поки складно: все залежить від вимог замовника до її потужності. Але в будь-якому випадку, використання такого елемента окупить його закупівельну вартість дуже швидко. «Для порівняння: щоб відправити в космос 1 кг проводів потрібен $ 1 млн, якщо ми замінимо їх на бездротової джерело живлення вигода очевидна», - підкреслив представник "Росатому".

Розробка виконана спільно НДІ «Луч», що базується в Подольську, спільно з Технологічним інститутом надтвердих і нових вуглецевих матеріалів (ТІСНУМ, Троїцьк). В даний час батарейка є досвідченим зразком, проте «Росатом» вже веде підготовку до запуску пристрою в серійне виробництво. Як зазначив Олександр Павкін, інтерес до розробки проявили багато компаній і потенційні інвестори, які ознайомилися зі зразком на виставці. «Росатом» планує виходити зі своїм винаходом на внутрішній і зовнішній ринки. Представники держкорпорації відзначають, що завдяки інноваційним властивостям ціна на новинку буде дуже конкурентної і дозволить завоювати популярність не тільки в Росії, але і на Заході.

Як відзначають вчені і фахівці, використання джерел живлення на основі нікелю-63 створить передумови для технологічного прориву у багатьох областях. У промисловості такі елементи можуть використовуватися в датчиках контролю стану будівель, трубопроводів, вони стануть в нагоді для забезпечення роботи електротехнічного устаткування, в тому числі для проектів з освоєння Арктики, для забезпечення роботи космічної техніки і робототехніки. Серійне виробництво нових джерел дозволить створити нову лінійку пристроїв в мікроелектроніці, зокрема, автономні мікропроцесорні цифрові пристрої із вбудованим джерелом живлення. При цьому Росія виступає новатором в виробництва високозбагаченого нікелю-63: ні в якій іншій країні його не використовують.

На підприємстві держкорпорації «Росатом» «Гірничо-хімічний комбінат» (ДХК, Железногорськ, Красноярський край) завершилося перетворення (конверсія) газу, збагаченого за цільовим ізотопу нікель-63 (Ni-63), в форму, придатну для нанесення на напівпровідниковий перетворювач для отримання досвідченого зразка джерела енергії. Про це РІА Новини повідомив представник прес-служби підприємства.

На даний момент очікується поставка відповідних комплектуючих для нанесення Ni-63 і остаточного складання дослідного зразка «ядерної батарейки».

В основі принципу роботи бета-вольтаіческіх джерел електроенергії лежить перетворення енергії радіоактивного бета-розпаду в електрику за допомогою напівпровідникового перетворювача. Властивості нікелю-63 роблять його дуже зручною основою мініатюрних, безпечних і не потребують обслуговування бета-вольтаіческіх джерел живлення з тривалим (не менше 50 років) терміном служби і високою, до 100 мікроват на кубічний сантиметр, питомою потужністю. Такі джерела живлення можна використовувати в важкодоступних районах і в екстремальних умовах. З точки зору безпеки для споживачів перевага нікелю-63 полягає в тому, що це так званий «м'який» бета-випромінювач, тому випромінювання повністю екранується корпусом елемента живлення.

Елементи живлення на основі нікелю-63. Фото: YouTube

Нікелю-63 в природі не існує, тому його отримують шляхом опромінення нейтронами природного ізотопу нікель-62 в ядерному реакторі з подальшою радиохимической переробкою і розподілом на газових центрифугах.

«Гірничо-хімічний комбінат» виступає системним інтегратором проекту. ДХК організував роботи по двох напрямках: отримання високозбагаченого ізотопу Ni-63 і створення спеціальної структури напівпровідникового перетворювача. У проекті задіяні підприємства Росатому, що володіють унікальними компетенціями. Зокрема, за збагачення нікелю по ізотопу Ni-63 відповідає «Електрохімічний завод» (Зеленогорськ, Красноярський край, входить в паливну компанію Росатома ТВЕЛ). Завершальний етап, збірка дослідного зразка джерела живлення, пройде на ДХК.

Як зазначив представник прес-служби ДХК, в основі конструкції напівпровідникового перетворювача лежить новий дизайн, який якісно підвищує ефективність всіх компонентів. На думку фахівців, джерела живлення на основі високозбагаченого Ni-63 і з новим дизайном перетворювача створюють проривних платформу для проектування пристроїв нових поколінь в області кібернетики і штучного інтелекту. Це новий тип приладів, який стане базою для нової архітектури електронних пристроїв.