На своем сайте железногорские атомщики обещали подробнее рассказать об этом в рамках 19 Московского международного салона изобретений «Архимед-2016», который пройдет с 29 марта по 1 апреля.
Источник питания, который можно передать по наследству
Бета-вольтаические батареи на базе изотопа Никель-63 высокого обогащения — источники питания нового поколения, которые позволят качественно изменить принципы конструирования электронных приборов. Благодаря уникальным свойствам Никеля-63 срок службы таких батарей будет превышать 50 лет.
Внедрение инновационных батарей позволит обеспечить узлы и блоки электронных приборов автономными, стабильными и долговечными источниками питания, исключив при этом прокладку коммутационных сетей, которые могут составлять до 75% стоимости всей системы.
Иными словами, старт производства бета-вольтаических батарей на Никеле-63 будет означать новую эпоху в электронном приборостроении.
Разработка ядерных батарей длится уже полвека, однако до сих пор нигде в мире не налажен их промышленный выпуск. Дело в том, что изотоп Никель-63 не встречается в природе и может быть получен только искусственным путем. Подобные технологии существуют в некоторых странах (напр. в США), но они позволяют получить только низкообогащенный никель — с содержанием 63-го изотопа около 20%. Это значительно снижает эффективность ядерных батарей.
Между тем, у предприятий Росатома есть пакет технологий, который позволяет получать никель с содержанием 63-го изотопа более 80%.
Таким образом, предприятия «Росатома» имеют реальные шансы «застолбить» рынок производства бета-вольтаических батарей на базе изотопа Никель-63, значительно опередив конкурентов по качественным показателям.
Первый образец источника питания на ГХК намерены получить в конце 2016 — начале 2017 года. Что касается форм-фактора, то на первом этапе планируется адаптировать батареи под существующие элементы питания микроваттного класса, в частности, для применения в медицине (нейростимуляторах и кардиостимуляторах). В дальнейшем возможно развитие эксклюзивных форм в соответствии с техническими задачами.
В «Росатоме» отмечают, что область применения батарей очень широка: медицина, изготовление космических аппаратов, телекоммуникационная техника, всевозможные отрасли промышленности. В перспективе, с выходом производства на массовый уровень стоимость источников питания станет доступной для потребительского рынка. Работы ведутся в рамках Железногорского кластера инновационных технологий.
Идея стала популярной
Примечательно, что идея создания «ядерной батарейки» стала настолько популярной, что ряд организаций занялись этим новым для себя направлением. В частности, 4 марта Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» заявил, что представил прототип ядерной батарейки, с использованием для генерации тока механических колебаний пьезоэлемента.
Принцип действия этого устройства подобен технологии MEMS (microelectromechanical-systems), — пластина с пьезоэлементом под воздействием бета-излучения накапливает отрицательный заряд, а бета-источник положительный. Разноименные заряды притягиваются, при контакте происходит разрядка, пластина с пьезоэлементом возвращается в исходное положение и начинает колебаться, вырабатывая электрические импульсы. Об изготовлении опытного образца микроисточника с использованием Никеля-63 по технологии MEMS заявил в 2002 году Корнельский университет (США).
Однако большинство изделий, представленных сегодня такими компаниями США как Widetronix, City Labs Inc., BetaBatt Inc. применяют бета-вольтаический эффект, который используют в своем проекте и красноярские атомщики. Принципиальное отличие проекта атомной батарейки, системным интегратором которого выступает Горно-химический комбинат, заключается в получении Никеля-63 высокой степени обогащения — это и есть эксклюзив Росатома, который, в случае успеха, позволит добиться гораздо более высокой, в десятки раз, мощности атомной батарейки по сравнению со всеми упомянутыми аналогами и прототипами.
Но, так или иначе, инновационная батарейка — это уже сегодняшняя реальность, а конкуренция только ускорит качественное улучшение ее характеристик и внедрение во многих сферах нашей жизни.
