Китайские ученые создали ядерную батарею с 50-летним сроком службы

Исследовательская группа из Сямэньского университета и Китайского института атомной энергии разработала инновационную ядерную батарею, способную функционировать в экстремальных условиях более полувека. Новая технология радиофотоэлектрических элементов на основе стронция-90 (RPVC) с волноводной структурой для концентрации света (WLC) демонстрирует эффективность преобразования энергии 2,96%, что втрое превышает показатели существующих аналогов.

Разработка под руководством профессора Хайшэна Сана и доктора Синь Ли решает критическую проблему энергообеспечения оборудования в суровых условиях, где традиционные источники питания неэффективны из-за ограниченной плотности энергии и необходимости регулярного обслуживания.

Ключевым элементом новой батареи стали многослойные сцинтилляционные волноводы GAGG: Ce (гадолиний-алюминиево-галлиевый гранат, легированный церием), которые преобразуют радиоактивную энергию в световое излучение с пиком на длине волны 520 нм. Этот свет направляется на фотоэлектрические элементы для генерации электричества.

Тестирование показало, что одиночный модуль RPVC выдаёт мощность 48,9 микроватт, а многомодульная версия достигает 3,17 милливатт. Прототип продемонстрировал ток короткого замыкания 2,23 миллиампера и напряжение холостого хода 2,14 вольта.

Особенно важным достижением стала долговечность устройства. При моделировании 50-летнего радиационного воздействия оптические характеристики снизились всего на 13,8%. Система не требует движущихся частей или внешнего источника энергии, что делает её идеальной для применения в космосе и глубоководных объектах.

Несмотря на перспективность технологии, исследователи отмечают, что массовое производство таких батарей пока ограничено проблемами масштабирования и высокой стоимостью радиоизотопов стронция-90.