Was ist eine Atombatterie?
Eine Atombatterie leitet Energie aus dem Abbau radioaktiver Isotope ab, um ein Gerät zu betreiben. Diese Batterien können eine extrem lange Lebensdauer haben, was sie für Anwendungen nützlich macht, bei denen es schwierig oder unmöglich ist, zum Zwecke des Batteriewechsels auf Komponenten zuzugreifen. Sie werden manchmal als "Kernbatterien" bezeichnet, obwohl dies eine Art Fehlbezeichnung ist, da sie sich nicht auf eine Kettenreaktion stützen, um Energie zu erzeugen. Sie sind sehr stabil und sicher, wenn sie richtig konstruiert und mit geeigneten Isotopen hergestellt werden.
Eine Anwendung für Atombatterien wird zum Antreiben von Raumfahrzeugen verwendet. Sonden, Teleskope und andere Geräte benötigen eine Stromquelle, können jedoch möglicherweise nicht gewartet werden, um die Batterien zu ersetzen. Eine Atombatterie kann die Energie liefern, die benötigt wird, um Systeme am Laufen zu halten und Signale an die Basis zurückzusenden. Sie sollte die Lebensdauer des Geräts gewährleisten. Andere Geräte, die längere Zeit unbeaufsichtigt bleiben müssen, können sich auf diese Technologie verlassen, die auch potenzielle Anwendungen für z. B. implantierte medizinische Geräte bietet.
Diese Batterien können auf verschiedene Weise Energie aus radioaktiven Isotopen gewinnen. Einige sind auf Wärmeenergie angewiesen. Beim Abbau von Isotopen wird Wärme erzeugt, die eine Atombatterie zur Stromerzeugung nutzen kann. Die Wärme kann auch bei Geräten wie Raumfahrzeugen nützlich sein, die eine Wärmequelle benötigen, um wissenschaftliche Instrumente in einem sicheren Temperaturbereich zu halten. In der tiefen Kälte des Weltraums frieren Komponenten schnell ein, ohne zu heizen. Wenn jedoch Wärmeenergie verbraucht wird, kann der Strom für die Geräte knapp werden. Atombatterien stellen daher sowohl Wärme als auch Strom zur Verfügung, um dieses Problem zu lösen.
Andere Geräte basieren auf nicht-thermischen Methoden zur Energieerzeugung. Die gebräuchlichste Methode nutzt die Beta-Partikelemission, um Elektrizität zu erzeugen. Dieses Atombatterie-Design ist als Betavoltaik-Design bekannt und für den Einsatz in der Umgebung von Menschen sehr sicher, da Beta-Partikel die menschliche Haut nicht durchdringen können. Sie sind viel schwächer als die gefährlicheren Gammapartikel, die bei einigen radioaktiven Isotopen ein Problem darstellen können.
Es ist möglicherweise auch möglich, den Zerfall direkt in kinetische Energie umzuwandeln, um mechanische Komponenten eines Geräts zu bewegen. Experimentelle Projekte mit Atombatterien haben gezeigt, wie nützlich diese Anwendung für einige medizinische Geräte und andere Geräte sein kann. Die Lebensdauer der Batterie hängt von den Eigenschaften des Isotops ab, aus dem sie hergestellt wurde, kann jedoch auch ein Jahrzehnt oder länger betragen. Dies kann die Anforderungen vieler Geräte erfüllen und sorgt für eine stabile Energieversorgung über einen längeren Zeitraum.