Что такое атомная батарея?

Атомная батарея получает энергию для запуска устройства от распада радиоактивных изотопов. Эти батареи могут иметь очень долгий срок службы, что делает их полезными для приложений, где трудно или невозможно получить доступ к компонентам с целью замены батареи. Их иногда называют «ядерными батареями», хотя это немного ошибочно, так как они не используют цепную реакцию для генерации энергии. Они очень стабильны и безопасны при правильной конструкции и изготовлении из соответствующих изотопов.

Одно приложение для атомных батарей используется для питания космических аппаратов. Зонды, телескопы и другое оборудование нуждаются в источнике питания, но могут не обслуживаться для замены батарей. Атомная батарея может обеспечить энергию, необходимую для поддержания работоспособности систем и отправки сигналов обратно на базу, и должна работать в течение всего срока службы устройства. Другое оборудование, которое необходимо оставлять без присмотра в течение длительных периодов времени, может полагаться на эту технологию, которая также может применяться для таких вещей, как имплантированные медицинские устройства.

Эти батареи могут извлекать энергию из радиоактивных изотопов различными способами. Некоторые полагаются на тепловую энергию. Когда изотопы разрушаются, они выделяют тепло, которое атомная батарея может использовать для производства электричества. Тепло также может быть полезно на таких устройствах, как космические корабли, которым требуется источник тепла, чтобы держать научные приборы в безопасном температурном диапазоне. В условиях глубокого холода компоненты быстро замерзнут без нагревания, но расход энергии на тепло может привести к тому, что на оборудовании закончится питание, поэтому атомные батареи обеспечивают и тепло, и мощность для решения этой проблемы.

Другие устройства основаны на нетепловых методах генерации энергии. Наиболее распространенный метод использует излучение бета-частиц для производства электричества. Эта конструкция атомной батареи известна как бета-версия, и она совершенно безопасна для использования людьми, потому что бета-частицы не могут проникать в кожу человека. Они намного слабее, чем более опасные гамма-частицы, которые могут быть проблемой с некоторыми радиоактивными изотопами.

Также потенциально возможно преобразовать распад непосредственно в кинетическую энергию для использования для перемещения механических компонентов устройства. Экспериментальные проекты атомных батарей показали, как это приложение может быть полезным для некоторых медицинских устройств и другого оборудования. Срок службы батареи зависит от характеристик используемого изотопа, но может составлять десять лет или более. Это может удовлетворить потребности многих устройств, обеспечивая стабильное энергоснабжение в течение длительного периода времени.