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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Накладные ногти iPolish с управление цветом через смартфон 13.01.2026

Американская компания iPolish представила уникальные акриловые накладные ногти, способные мгновенно менять цвет под управлением смартфона, что открывает новые возможности для самовыражения и индивидуального стиля. Для работы устройства пользователю необходимо предварительно зарядить специальный контроллер и подключить его к мобильному телефону. Управление оттенком осуществляется через приложение, синхронизированное с контроллером. После выбора нужного цвета кончик ногтя подносят к модулю, который отправляет кратковременный электрический импульс, запускающий изменение окраски поверхности. Производитель пока не раскрывает подробностей электрохимического механизма, лежащего в основе технологии, однако отмечает, что перекраска одного ногтя занимает около пяти секунд. Такой подход позволяет мгновенно изменять внешний вид ногтей, что делает маникюр более гибким и адаптивным к повседневным условиям. Каждый ноготь поддерживает до 400 различных оттенков и позволяет многократно менять ц ...>>

Моноблок Lenovo ThinkCentre X AIO 12.01.2026

Компания Lenovo представила новый моноблок ThinkCentre X AIO, который отличается нестандартным форм-фактором и ориентирован на профессиональных пользователей. Информацию об анонсе опубликовал портал Gizmochina. Новинка оснащена 27,6-дюймовой IPS-матрицей с разрешением 2560 x 2880 пикселей. Соотношение сторон экрана составляет 16:18, что делает его почти квадратным. По словам производителя, такой формат позволяет одновременно отображать две страницы формата А4, что особенно удобно при работе с текстовыми документами, таблицами, программным кодом или дизайнерскими проектами. Экран имеет стандартную частоту обновления 60 Гц и время отклика 14 мс. Максимальная яркость достигает 300 нит, контрастность составляет 1000:1, а охват цветового пространства достигает 98% по стандарту DCI-P3. Эти характеристики обеспечивают четкое изображение и точную цветопередачу, что важно для профессионалов в области дизайна и обработки контента. Аппаратная платформа моноблока базируется на мобильных п ...>>

Случайная новость из Архива Самый долговечный сплав 22.08.2018 Инженеры и ученые-материаловеды из Национальной лаборатории Сандиа создали сплав, который, как они утверждают, является самым долговечным среди всех известных металлических сплавов искусственного и естественного происхождения. Состоящий из золота и платины в определенных пропорциях новый сплав в 100 раз превосходит по износостойкости прочную высококачественную сталь. Более того, этот сплав сам является источником твердой смазки, которую, при нормальных условиях, получить можно лишь трудным и дорогостоящим способом. Новый сплав состоит из приблизительно 90 процентов платины и 10 процентов золота. Для демонстрации долговечности этого материала специалисты лаборатории Сандиа приводят красочный пример. Допустим, если у кого-то хватит средств для того, чтобы "обуть" автомобиль в колеса из нового сплава, то такие колеса, пройдя путь в 1 милю (1,6 километра) потеряют всего один слой атомов со своей поверхности. Другими словами, ресурса таких колес хватит, чтобы обогнуть весь земной шар по экватору около 500 раз. Интересен тот факт, что сплавы золота и платины уже очень давно не являются чем-то новым, но никому ранее не приходило в голову оценить долговечность таких материалов. Обычно материаловеды отдают предпочтения более прочным и твердым металлическим сплавам, которые очень широко используются в промышленности. Новый сплав не отличается высокой твердостью, однако, он обладает высокой теплопроводностью и другими характеристиками, которые позволяют ему сопротивляться разрушающему воздействию сил трения. Состав нового сплава был изначально разработан при помощи сложного компьютерного моделирования. Это моделирование производилось на атомарном уровне, что позволило выяснить, как положение и поведение отдельных атомов отражается на конечных свойствах материала в целом. Такой подход позволит в будущем разработать материалы, имеющие набор заранее заданных свойств, после чего можно изготовить образцы таких материалов и проверить их соответствие в условиях реального мира. Во время экспериментов с новым сплавом исследователи заметили, что на поверхности материала постоянно формируется тонкая пленка черного цвета. Материал этой пленки оказался углеродом со структурой, близкой к структуре алмаза, а образовалась эта пленка, играющая роль эффективной твердой смазки, за счет углерода, поступающего из окружающей среды. Наличие твердой углеродной смазки увеличивает долговечность нового сплава во много раз. Более того, теперь этот сплав можно использовать именно для производства твердой смазки, которая обычно производится при помощи весьма дорогостоящего процесса, вовлекающего использование герметичных вакуумных камер, высокотемпературного нагрева и специфических химических реактивов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026