Ядерные отходы обретают вторую жизнь

01.06.2026

Проблема ядерных отходов и потребность в надежных источниках энергии для автономных устройств становятся все острее, ученые предлагают неожиданное решение. Они превращают опасные радиоактивные материалы в компактные генераторы электричества, способные функционировать десятилетиями и даже столетиями без подзарядки. Такие разработки не только помогают решать задачу утилизации отходов, но и открывают новые горизонты для технологий, требующих сверхдолгой автономности в самых недоступных местах планеты и космоса.

Ученые активно развивают технологию betavoltaic-батарей, которые преобразуют энергию бета-излучения, возникающего при радиоактивном распаде, непосредственно в электрический ток с помощью полупроводников. В отличие от традиционных аккумуляторов, накапливающих заряд, эти устройства постоянно генерируют энергию по мере естественного распада изотопов. Одним из наиболее перспективных материалов называют Carbon-14 - радиоактивный изотоп углерода с периодом полураспада около 5730 лет, который извлекают из графитовых блоков, использовавшихся в ядерных реакторах.

Исследователи также рассматривают Nickel-63 и другие подходящие изотопы. Например, британские ученые из Университета Бристоля и компании Arkenlight создали прототип "алмазной батареи" на основе Carbon-14, интегрируя радиоактивный материал непосредственно в структуру синтетического алмаза. Это позволяет значительно повысить эффективность преобразования излучения. Китайская компания Betavolt уже перешла к массовому производству миниатюрной батареи BV100 на основе Nickel-63, которая обеспечивает стабильную работу в течение 50 лет.

Мощность таких источников энергии остается крайне низкой - на уровне микроватт, поэтому они не подходят для смартфонов, электромобилей или бытовой техники. Зато betavoltaic-батареи становятся настоящим прорывом для устройств, где требуется бесперебойное питание на протяжении десятилетий, а замена батареи практически невозможна. Они представляют собой логичное развитие идей радиоизотопных термоэлектрических генераторов (RTG), которые NASA успешно применяет в своих космических миссиях, включая марсоходы и межпланетные зонды, работающие вдали от Солнца.

Потенциальные области применения весьма разнообразны. Такие батареи могут обеспечивать энергией космические аппараты, медицинские импланты вроде кардиостимуляторов, подводные сенсоры для мониторинга океана, военное оборудование и автономные системы наблюдения в труднодоступных регионах - от Арктики до глубоких шахт. Их главное преимущество - исключительная долговечность и минимальное обслуживание.

Однако технология сталкивается с серьезными вызовами. Главная проблема заключается в постепенной деградации полупроводников под постоянным воздействием радиации. Кроме того, производство требует сложных систем радиационной защиты и строгого соблюдения норм безопасности, что повышает стоимость и усложняет масштабирование. Тем не менее, использование ядерных отходов в качестве сырья позволяет одновременно снижать объемы опасных материалов на хранении.

<< Назад: Культурная активность замедляет биологическое старение 01.06.2026

>> Вперед: Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Технологии игрового руля внедрят в настоящем автомобиле 05.04.2012 Каждый, кому доводилось играть в гоночный симулятор при помощи специального игрового руля с функцией обратной связи, подтвердит, что эта функция делает игровой процесс более реалистичным, особенно если она выполнена на достойном уровне. Как оказалось, функция может оказаться уместной и в реальном мире, этим вопросом сейчас занимаются специалисты компании AT&T и американского университета Карнеги-Меллона. Изначальная идея авторов проекта состоит в оснащении рулевого колеса обычного автомобиля виброприводами, система подключается к навигатору и сообщает водителю инструкции при помощи тактильных команд. Это удобнее голосовых инструкций навигатора и намного безопаснее постоянных взглядов на его экран, что отвлекает от дороги. Авторы проекта уже разработали первую серию прототипов, в рулевое колесо вмонтированы 20 вибромоторов, посредством которых отдаются команды. Так, если водителю необходимо повернуть направо, по рулю проходит серия вибраций по часовой стрелке, если же требуется повернуть налево, вибрации идут против часовой стрелки. Это значит, что водителю не требуется отвлекаться от дороги, он своевременно получает все необходимые инструкции по маршруту. Разработчики говорят также, что данная система может быть использована и в других целях. Поскольку приводов здесь достаточно много, можно предусмотреть различные схемы вибрации с уведомлениями о разных событиях, например, о появлении автомобиля в слепой зоне или о приближении к препятствию во время парковки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026