| Ученые создали самую маленькую батарейку на ядерном топливе, которая способна работать тысячи лет. Если ее размеры удастся сократить еще больше, пользователи забудут про зарядки к мобильникам, а ученые получат отличный источник питания для микро и наномеханизмов. Специалисты из Университета штата Миссури в США сообщили о разработке уникальной ядерной батарейки, которая по габаритам не превышает размер монеты. Источник питания получает энергию в результате распада радиоактивных изотопов, в ходе которого высвобождаются заряженные частицы, генерирующие электрический ток.
Долговечно и безвредно По словам руководителя команды разработчиков профессора Джэ Квона (Jae Kwon), жизненный цикл батарей, получающий энергию за счет распада радиоактивных изотопов, в миллионы раз превышает срок службы обычных химических батареек. Поэтому в будущем можно будет вообще забыть о смене батареек к карманному фонарику или фотоаппарату, а также не придется заряжать мобильные телефоны, полагает ученый. Квон уверяет, что ядерные батарейки абсолютно безопасны для здоровья. Например, они уже сейчас применяются для работы вживленных кардиостимуляторов.
Добавили жидкости Новаторство разработки ученых из Миссури в размерах батарейки. Источники питания на основе ядерного распада несравнимо больших размеров уже давно нашли использование в промышленности. Например, в космической отрасли ядерные батареи устанавливают на спутники-шпионы, которым недостаточно солнечной энергии, или в исследовательские беспилотные корабли, которые направляются к окраинам солнечной системы. Для того, чтобы уменьшить размеры батарейки, ученым пришлось решить одну технологическую проблему. Ранее в ядерных батареях содержался твердый полупроводник, который собирал заряженные частицы, в результате чего получается электрический ток. Под действием радиации твердый полупроводник быстро разрушается, поэтому, чтобы компенсировать этот эффект, ядерные батареи приходилось делать очень большими. Проблему разрушения удалось решить заменой твердого полупроводника на жидкий, который устойчив к повреждениям, наносимым проходящими через него заряженными частицами.
40 млн батареек на 5 тыс. лет Профессор Квон уверен, что новая батарея найдет широкое применение, хотя это дело отдаленного будущего. Дело в том, что колоссальный жизненный срок в тысячи и даже более лет (срок жизни батареи равен периоду распада содержащегося в ней радиоактивного изотопа) компенсируется очень слабой мощностью – всего 16,2 нановатт (1 нановатт – 1-миллиардная ватта). Чтобы обеспечить питанием, скажем, мобильный телефон, потребуется около 40 млн подобных батареек. Более реалистичным представляется использование ядерной батарейки в так называемых микроэлектромеханических системах (Micro Electro Mechanical Systems, MEMS). Такие устройства представляют собой крошечные механизмы размером 1-100 микрометров (0,1-0,001 мм), расположенные на кристаллах размеров 20 микрометров – 1 милиметр. Сейчас MEMS используют, например, для сбора компьютерных чипов или анализа крови. Если ученым удастся уменьшить размер ядерной батарейки до микроразмеров, она станет идеальным устройством питания для подобных механизмов. Кроме того, при сохранении мощности в 16,2 нановатт уже не кажется невероятным возможность использовать эту технологию для питания мобильных телефонов – ведь в трубку можно будет запихнуть сразу блок таких микробатареек. В таком случае сотовой аппарат сможет работать без подзарядки около 5 тыс. лет.
Нанороботы Крошечные батареи также могут стать источником энергии для наноэлектромеханических систем (Nanoelectromechanical Systems, NEMS), которые еще меньше MEMS и сопоставимы по размерам с молекулами и атомами. Применение наномеханизмов откроет огромное возможности, в первую очередь, для медицины. Например, нанороботы смогут проводить операции в теле человека без вмешательства хирурга. Но пока подобные темы являются в основном уделом писателей-фантастов: на данный момент в лабораториях удалось создать лишь некоторые компоненты будущих нанороботов.
| 
