Hvad er Betavoltaics?
Betavoltaics er en måde at få almindelig, bærbar elektricitet ud af den organiske proces med radioaktivt henfald. Radioaktive elementer ude i verden forfalder og frigiver altid elektroner. Da elektricitet kun er en strøm af elektroner, der kører i samme retning, har eksperter inden for energiteknologi længe kigget efter disse elementer for at give et effektivt, sikkert, holdbart, miljøvenligt og lille alternativ til andre batterisystemer, der leverer strøm.
Vi forstår alle den stabile model af et atom, med kernen omgivet af en sky af elektroner, der kan komme eller gå. Men visse slags elementer, kaldet radioaktive isotoper, opfører sig meget forskelligt over tid. Disse isotoper, såsom "tungt" hydrogen eller molybdæn-100, gennemgår en kontinuerlig proces, der kaldes forfald. Kernen "forfalder", hvilket resulterer i et mindre neutron og et mere proton, hvilket frigiver et enkelt elektron ad gangen. Disse elektroner har en medium mængde energi, så de kaldes beta-partikler i modsætning til alfa-partikler med lavere energi og meget højenergi-gammastråler (røntgenstråler).
Betavoltaisk teknologi udnytter disse omstrejfede elektroner som en kilde til elektrisk energi. En enhed, der fungerer ud fra betavoltaics, skal indeholde en passende radioaktiv isotop samt en anden komponent kaldet en halvleder, der hjælper med at dirigere de enkelte elektroner til elektricitet. Selvom betavoltaics har været teoretiseret i årtier, vinder det nu i praktisk popularitet som en måde at fremstille meget effektive, meget langvarige batterier med tilnavnet "nukleare" batterier.
Der er flere udfordringer, der møder udviklerne af pålidelige betavoltaics. For eksempel absorberer isotopen undertiden de flydende elektroner, så de er ikke længere fri til at blive elektricitet. Dette kan løses ved at udvikle specielle halvledere ud af silicium. For det andet kan isotopen reagere med halvlederen på en uanvendelig måde, der gør den mindre effektiv. Desuden kan henfaldshastigheden være for langsom til at føre noget stort, som et rumskib.
Det er næsten lige så vigtigt at forklare, hvad betavoltaics ikke er, i modsætning til hvad det er. Betavoltaics har intet at gøre med den måde, hvorpå atomreaktorer producerer elektricitet i kæmpe kraftværker. Atomreaktorer skal tvinge massive nukleare reaktioner, som fission og fusion, til at producere energi ud af meget ustabile elementer. Betavoltaics er imidlertid ikke en miniaturiseret version af et kraftværk, der kan passe ind i et batteri. Det er en helt anden teknologi og bør ikke forveksles med farerne eller mysteriet ved anden nuklear energi. Der produceres sandsynligvis ikke noget radioaktivt affald og bestemt ingen trussel om nuklear nedsmeltning.