Vad är Betavoltaics?

Betavoltaics är ett sätt att få vanlig, bärbar elektricitet ur den organiska processen för radioaktivt förfall. Radioaktiva element ute i världen förfaller alltid och släpper elektroner. Eftersom elektricitet bara är en ström av elektroner som reser i samma riktning har experter på energiteknologi länge tittat på dessa element för att ge ett effektivt, säkert, långvarigt, miljövänligt och litet alternativ till andra batterisystem som ger ström.

Vi förstår alla en stabil modell av en atom, med kärnan omgiven av ett moln av elektroner som kan komma eller gå. Men vissa typer av element, kallad radioaktiva isotoper, uppför sig helt annorlunda över tiden. Dessa isotoper, såsom "tungt" väte eller molybden-100, genomgår en kontinuerlig process som kallas förfall. Kärnan "sönderfaller", vilket resulterar i en mindre neutron och ytterligare en proton, vilket frigör en enda elektron i taget. Dessa elektroner har en medelhög mängd energi, så de kallas beta-partiklar i motsats till alfa-partiklar med lägre energi och mycket högenergiska gammastrålar (röntgenstrålar).

Betavoltaisk teknik utnyttjar dessa härrelaterade elektroner som en källa till elektrisk energi. En enhet som fungerar utanför betavoltaik måste innehålla en lämplig radioaktiv isotop samt en annan komponent som kallas en halvledare som hjälper till att dirigera de enskilda elektronerna till elektricitet. Även om betavoltaics har teoretiserats i årtionden, är det nu i praktisk popularitet som ett sätt att producera mycket effektiva, mycket långvariga batterier med namnet "kärnkraft" -batterier.

Det finns flera utmaningar som möter utvecklarna av pålitliga betavoltaics. Till exempel absorberar isotopen ibland de flytande elektronerna, så de är inte längre fria att bli elektricitet. Detta kan lösas genom att utveckla speciella halvledare av kisel. För det andra kan isotopen reagera med halvledaren på ett användbart sätt som gör det mindre effektivt. Dessutom kan sönderfallet vara för långsamt för att driva något stort, som ett rymdskepp.

Det är nästan lika viktigt att förklara vad betavoltaics inte är, i motsats till vad det är. Betavoltaics har inget att göra med hur kärnreaktorer producerar el i jätte kraftverk. Kärnreaktorer måste tvinga massiva kärnreaktioner, som fission och fusion, för att producera energi ur mycket instabila element. Betavoltaics är dock inte en miniatyriserad version av ett kraftverk som kan passa in i ett batteri. Det är en helt annan teknik och bör inte förväxlas med farorna eller mysteriet med annan kärnenergi. Det produceras förmodligen inget radioaktivt avfall och säkert inget hot om nukleär nedsmutsning.