Батарея на атомных отходах

16.02.2025

Команда ученых из Университета штата Огайо разработали революционную батарею, которая превращает ядерную энергию в электричество с помощью светового излучения. Эта технология открывает новые перспективы для полезного использования радиоактивных отходов и производства энергии в экстремальных условиях.

Батарея основана на сочетании сцинтилляционных кристаллов и солнечных элементов. Сцинтилляционные кристаллы обладают высокой плотностью и способны излучать свет при поглощении радиации. Затем солнечные элементы улавливают этот свет и преобразуют его в электрический ток. Такой механизм позволяет эффективно использовать окружающее гамма-излучение.

Прототип батареи, размером около 4 кубических сантиметров, был протестирован в Лаборатории ядерных реакторов штата Огайо. Ученые использовали два радиоактивных изотопа - цезий-137 и кобальт-60, которые являются распространенными продуктами деления ядерного топлива. При использовании цезия-137 батарея генерировала 288 нановатт. При применении более мощного кобальта-60 мощность достигала 1,5 микроватта, чего достаточно для питания миниатюрного датчика.

"Это прорывные результаты с точки зрения выходной мощности", - отметил соавтор исследования, научный сотрудник Ибрагим Оксуз.

Главный автор исследования, профессор Реймонд Цао, считает, что при наличии подходящего радиоактивного источника такие батареи можно масштабировать для более мощных приложений.

Исследователи рассматривают следующие потенциальные области применения: источники энергии в местах хранения ядерных отходов, энергоснабжение в космических и глубоководных миссиях, автономные датчики и системы мониторинга в условиях радиации.

Важно отметить, что сама батарея не содержит радиоактивных материалов, а лишь использует окружающее гамма-излучение. Несмотря на его высокую проникающую способность, устройство остается безопасным для человека.

Ключевым фактором эффективности является состав сцинтилляционного кристалла. Его форма и размер напрямую влияют на количество поглощаемого излучения и конечную выходную мощность. Однако одно из главных преимуществ технологии - длительный срок службы без необходимости обслуживания.

Основной вызов при масштабировании технологии связан с затратами на производство. "Разработка таких батарей в промышленных масштабах потребует значительных вложений, если не удастся удешевить процесс", - отметил профессор Цао.

Дальнейшие исследования будут направлены на оценку долговечности батарей, их производительности в различных условиях и поиск оптимальных материалов.

"Концепция ядерной батареи очень перспективна. Мы видим множество возможностей для улучшения, и я уверен, что этот подход займет важное место в индустрии сенсоров и энергетики", - подытожил Ибрагим Оксуз.

Исследование получило поддержку Национальной администрации по ядерной безопасности и Управления энергоэффективности Министерства энергетики США.

<< Назад: Запоминание снов 16.02.2025

>> Вперед: Доставка инсулина наночастицами 15.02.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Имплантат против судорог 10.09.2018 Современные достижения в фармакологии помогают контролировать судороги, однако лекарства способны вызвать побочные эффекты, а также могут оказаться абсолютно бесполезными, если человек не восприимчив к препаратам. Согласно новым исследованиям изменить ситуацию поможет нейротрансмиттерный имплант, вживляемый в мозг для предотвращения судорог. Экспериментальный имплантат разработан в сотрудничестве между Кембриджским университетом и INSERM (французский Национальный институт здравоохранения и медицинских исследований). Как правило, судороги возникают, когда нейроны начинают проявлять особую активность в определенной области мозга, вызывая соседние нейроны, пробуждая их сделать то же самое. Подобное поведение нейронов быстро вызывает цепную реакцию, которая в конечном итоге приводит к кратковременной невозможности полноценного управления собственным телом или потере сознания. Устройство содержит естественный нейромедиатор, который останавливает нейроны до того, как они начнут "выстреливать", имплантат использует электроды для обнаружения нейронного сигнала, связанного с приступом. Сложность в том, что появиться приступ может в любой области мозга, соответственно, имплант должен быть помещен туда, где нейроны чаще всего провоцируют судороги. Когда сигнал обнаружен, прибор активирует встроенный ионный насос, в котором электрическое поле используется для продвижения небольшого количества нейротрансмиттера через мембрану ионной реакции и в смежную ткань мозга. Так он прекращает нежелательную нейронную активность. В тестах, проведенных на мышцах страдающих эпилепсией, было доказано, что имплантат эффективен в предотвращении судорог. Также, каждый раз, когда имплантат был активирован, ему нужно было распределить менее 1 процента полезной нагрузки нейротрансмиттера, а это значит, что расход лекарства небольшой и не будет необходимости часто менять имплантат. Распределенный нейротрансмиттер был безвредно поглощен мозгом через естественные процессы в пределах пары минут, что сокращает возможное проявление побочных эффектов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025