Создание портативного одноразового ключа питания, срок службы которого измерялся бы не сутками или месяцами, а годами, прежде покорилось специалистам Корнельского университета. Элемент столы, в качестве базы для которого был выбран радиоактивный изотоп никеля-63, мог похвастаться непрерывным сроком службы до 50 лет. Но, разумеется, не стало и без существенных ограничений в номинальных параметрах «ядерной батарейки». Всё дело в том, что принцип, на каком строится работа таких устройств — сопровождающее распад никеля-63 испускание электронов для последующего заряда медной пластины — не позволял добиться положительной мощности источника питания. В итоге указанная характеристика для ядерных батареек была на уровне нескольких милливатт, что накладывало ряд существенных ограничений при её эксплуатации.
Решением обрисованной проблемы активно занялись учёные Национального исследовательского технологического университета «МИСиС», какие вчера рапортовали о достигнутых успехах. Им удалось изготовить прототип уникальной «ядерной батарейки», способной, как и её предтеча родом из США, питать определённую электронику на протяжении 50 лет.
Как рассказали в «МИСиС», спроектированная ими «ядерная батарейка» обладает огромным потенциалом и имеет размашистый спектр потенциально возможного применения, начиная от использования разработки в медицинском оборудовании и миниатюрных приборах для поддержания жизнедеятельности, заканчивая размещением такого ключа питания в космических аппаратах. Команде инженеров под руководством профессора Юрия Пархоменко удалось воплотить на практике концепцию реорганизации энергии бета-излучения в электрическую на основе монокристаллов пьезоэлектриков. Этот принцип и лёг в основу показанного образчика автономной бета-вольтаической батареи переменного напряжения, первичным источником энергии для какой послужил хорошо знакомый изотоп никель-63.
Излучение выбранного в качестве ключа электронов изотопа, несмотря на свою радиоактивность, характеризуется периодом полураспада в 100 лет и не тащит какой-либо угрозы для здоровья биологических организмов. Но главной особенностью прообраза отечественного производства стало применение импульсных источников питания для накопления и последующей отдачи заряда. За счёт этого учёные сумели обогнуть главный недостаток бета-вольтаической «ядерной батарейки» — их крайне небольшую мощность, сильно сужавшую сферы дальнейшего эффективного применения.
«В импульсном порядке один бета-вольтаический элемент способен выдавать мощность вплоть до 1 мВт/см3. При низеньких удельных мощностях энергетического материала батарейка, собранная на их основе, способна обеспечивать непрерывную выходную мощность 10–100 нВт/см3 — достаточную, чтобы гарантировать питание кардиоимплантата», — объяснил технические особенности продемонстрированного решения господин Пархоменко.
Инновационная российская «ядерная батарейка», сделавшаяся реальностью благодаря усилиям сотрудников «МИСиС», обладает всеми необходимыми для основы серийного производства и скорейшего внедрения технологии преимуществами. Здесь и сверхмалые габариты ключа питания, и отсутствие пагубного влияния энергетического материала, и длительный срок эксплуатации в несколько десятков лет. Однако дойдёт ли дело до выпуска коммерческого образчика — покажет время.
