Vad är kärnbatterier?

Kärnbatterier går av med kontinuerligt radioaktivt sönderfall av vissa element. Dessa otroligt långvariga batterier befinner sig fortfarande i det teoretiska och utvecklingsstadiet av existens, men de lovar att ge ren, säker, nästan oändlig energi. De har utformats för personligt bruk såväl som för civilingenjör, flyg- och medicinska behandlingar.

Den nästan magiska produktionen av elektricitet i kärnbatterier möjliggörs genom betavoltaikprocessen. Genom denna teknik kan de elektroner som radioaktiva isotoper regelbundet förlorar på grund av sönderfall utnyttjas och ledas in i en ström av elektricitet. En halvledare, eventuellt tillverkad av kisel, fångar de flygande elektronerna och leder dem till en stadig kraftkälla. Till och med en liten mängd radioaktivt material kommer att ge en laddning under mycket lång tid innan det löper ut.

Vissa människor vill utveckla kärnbatterier för att lösa det irriterande problemet med att din mobiltelefon går tom för juice precis som du skrev ned en viktig adress. Men andra forskare ser potentialen för kärnbatterier att driva saker i situationer där ett batteri verkligen behöver hålla länge eftersom det inte finns något sätt att byta ut det. De föreslår applikationer som pacemaker eller andra implantat, detektorer som ska tappas i botten av ett hav eller förseglas djupt inne i en bro. Kanske mellanstjärniga flygningar kan drivas av en serie batterier som varar i flera decennier.

Låt dig inte skjuta av med namnet "kärnkraftsbatterier". Du skulle inte komma i kontakt med en miniatyriserad kärnreaktor. Faktum är att när de var konstruerade till allas tillfredsställelse kan de vara mycket säkrare än vanliga kemiska batterier. De radioaktiva elementen är ganska sällsynta, fördelade eftersom de är över en halvledare och skulle vara mycket välisolerade. Till skillnad från alkaliska batterier skulle dessa inte korrodera.

Forskare håller fortfarande på att bearbeta kinks i kärnbatterier innan de kan implementeras i stort. Naturligtvis har de länge teoretiserat att radioaktivt förfall kan ge en billig energikälla, men det finns många problem med att få en ström som är stark och tillförlitlig nog. En av de senaste utvecklingen är att använda kiselskivor med en stor ytarea, utförd med texturering som sätter gropar och dalar över den tunna halvledaren. Detta verkar öka den användbara elektriska utgången, eftersom den fångar fler elektroner snarare än att låta den radioaktiva isotopen ta upp dem igen.