Исследователи из Университета штата Огайо разработали инновационную батарею, способную преобразовывать ядерную энергию в электричество с помощью светового излучения. Этот метод может стать важным шагом в решении проблемы утилизации радиоактивных отходов.
Учёные применили комбинацию сцинтилляционных кристаллов, которые испускают свет при поглощении радиации, и солнечных элементов. В ходе экспериментов удалось преобразовать окружающее гамма-излучение в электрическую энергию, достаточную для питания микроэлектроники, например, микрочипов.
Прототип батареи, размером всего 4 кубических сантиметра, был испытан в Лаборатории ядерных реакторов Университета штата Огайо. В тестах использовали два источника радиации — цезий-137 и кобальт-60, основные побочные продукты деления ядерного топлива. Оказалось, что при использовании цезия-137 батарея вырабатывает 288 нановатт, а при применении более мощного изотопа кобальта-60 — 1,5 микроватта, чего достаточно для работы миниатюрных датчиков.
По словам ведущего автора исследования, профессора Раймонда Цао, хотя текущие показатели мощности значительно уступают бытовым приборам, дальнейшие разработки позволят масштабировать технологию до уровня ватт и выше. Учёные предполагают, что такие батареи найдут применение в местах хранения ядерных отходов, а также в космических и глубоководных исследованиях.
Важно отметить, что сама батарея не содержит радиоактивных материалов, а лишь использует гамма-излучение, благодаря чему остаётся безопасной в эксплуатации. Как подчеркнул Цао, учёные стремятся превратить отходы в полезный ресурс.
Исследование также показало, что форма и размер сцинтилляционных кристаллов значительно влияют на конечную мощность устройства. Увеличение их объёма позволяет поглощать больше радиации и преобразовывать её в дополнительную энергию.
По словам одного из авторов работы, Ибрагима Оксюза, следующим этапом станет масштабирование технологии для получения более высокой мощности. Учёные отмечают, что такие батареи способны работать в условиях высокой радиации без необходимости в регулярном обслуживании, что делает их перспективным источником энергии для специализированных применений.