Co to jest bateria atomowa?

Bateria atomowa czerpie energię do uruchamiania urządzenia z rozpadu izotopów promieniotwórczych. Baterie te mogą mieć bardzo długą żywotność, co czyni je przydatnymi w aplikacjach, w których dostęp do komponentów jest trudny lub niemożliwy w celu wymiany baterii. Czasami nazywane są „bateriami nuklearnymi”, choć jest to trochę mylące, ponieważ nie polegają na reakcji łańcuchowej w celu wytworzenia energii. Są bardzo stabilne i bezpieczne, jeśli są odpowiednio zbudowane i wykonane z odpowiednich izotopów.

Jedna aplikacja dla baterii atomowych służy do zasilania statku kosmicznego. Sondy, teleskopy i inny sprzęt potrzebują źródła zasilania, ale mogą nie nadawać się do wymiany baterii. Bateria atomowa może zapewnić energię potrzebną do utrzymania działania systemów i wysłać sygnały z powrotem do bazy i powinna wystarczyć na cały okres eksploatacji urządzenia. Inne urządzenia, które należy pozostawić bez nadzoru przez dłuższy czas, mogą polegać na tej technologii, która ma również potencjalne zastosowanie w takich rzeczach, jak wszczepione urządzenia medyczne.

Baterie te mogą pozyskiwać energię z izotopów promieniotwórczych na wiele sposobów. Niektóre polegają na energii cieplnej. Podczas rozpadu izotopów wytwarzają ciepło, które bateria atomowa może wykorzystać do wytworzenia elektryczności. Ciepło może być również przydatne w urządzeniach takich jak statki kosmiczne, które potrzebują źródła ciepła, aby utrzymać instrumenty naukowe w bezpiecznym zakresie temperatur. W głębokim zimnie przestrzeni komponenty szybko zamarzałyby bez ogrzewania, ale wydatkowanie energii na ciepło może spowodować brak energii w sprzęcie, więc baterie atomowe zapewniają zarówno ciepło, jak i energię, aby rozwiązać ten problem.

Inne urządzenia wykorzystują nietermiczne metody wytwarzania energii. Najpopularniejsza metoda wykorzystuje emisję cząstek beta do wytworzenia elektryczności. Ta konstrukcja baterii atomowej jest znana jako konstrukcja betawoltaiczna i jest dość bezpieczna do użycia w pobliżu ludzi, ponieważ cząsteczki beta nie mogą przenikać przez ludzką skórę. Są znacznie słabsze niż bardziej niebezpieczne cząstki gamma, które mogą stanowić problem w przypadku niektórych izotopów promieniotwórczych.

Potencjalnie możliwe jest również przekształcenie rozpadu bezpośrednio w energię kinetyczną do wykorzystania do przemieszczania mechanicznych elementów urządzenia. Eksperymentalne projekty baterii atomowych pokazały, w jaki sposób ta aplikacja może być przydatna w przypadku niektórych urządzeń medycznych i innego sprzętu. Żywotność baterii zależy od właściwości izotopu użytego do jej wytworzenia, ale może wynosić dekadę lub więcej. Może to zaspokoić potrzeby wielu urządzeń, zapewniając stabilne dostawy energii przez dłuższy czas.