Алмазная батарея из ядерных отходов может работать тысячи лет

27.08.2026

Обычные аккумуляторы приходится регулярно заряжать или заменять, однако существуют устройства, для которых такая процедура может быть практически невозможной. Речь идет о медицинских имплантах, космических аппаратах и оборудовании, установленном в труднодоступных местах. Исследователи из Университета Бристоля совместно с Управлением по атомной энергии Великобритании (UKAEA) разработали прототип источника питания, рассчитанного на исключительно длительную работу без подзарядки и обслуживания.

Основой новой технологии стал радиоактивный изотоп углерода-14, более известный благодаря использованию в радиоуглеродном методе определения возраста археологических находок. Теперь специалисты предложили применить свойства этого изотопа для получения электричества. Период полураспада углерода-14 составляет около 5700 лет, поэтому процесс его распада происходит чрезвычайно медленно и позволяет создать источник энергии, способный сохранять работоспособность в течение очень продолжительного времени.

Принцип действия батареи основан на радиоактивном распаде. Углерод-14 постепенно превращается в другие элементы, испуская при этом бета-частицы, то есть быстрые электроны. Изотоп заключен внутри искусственного алмаза, который одновременно выполняет функции полупроводника и защитного корпуса. Возникающее движение электронов преобразуется в небольшой, но постоянный электрический ток. По принципу преобразования энергии такая система напоминает солнечную батарею, однако вместо энергии фотонов использует энергию атомного распада.

Конструкция рассчитана на микроваттный уровень мощности, поэтому сравнивать такую батарею с аккумулятором смартфона или электромобиля было бы неправильно. Ее главное преимущество заключается не в способности выдавать большое количество энергии, а в чрезвычайно длительном сроке службы. Кроме того, алмазная структура удерживает бета-излучение внутри материала, благодаря чему при штатной эксплуатации радиоактивное излучение не должно выходить наружу.

Для производства подобных источников энергии можно использовать радиоактивный графит, который остается после эксплуатации и вывода из строя некоторых ядерных реакторов. Извлекая углерод-14 из поверхности графитовых блоков, разработчики рассчитывают одновременно решить две задачи: уменьшить радиоактивность отходов, которые впоследствии необходимо хранить, и превратить содержащийся в них изотоп в полезный энергетический ресурс. После завершения эксплуатации алмазный модуль предполагается перерабатывать либо безопасно утилизировать.

Небольшая мощность определяет и наиболее перспективные области применения разработки. Такой источник питания может быть особенно полезен для медицинских имплантов, включая кардиостимуляторы, нейростимуляторы и слуховые аппараты, которым требуется стабильное электроснабжение в течение многих лет. Если технология пройдет необходимые испытания, ее использование потенциально позволит значительно сократить необходимость в повторных хирургических вмешательствах для замены элементов питания.

Не менее интересными могут оказаться космические и удаленные наземные системы. Долговечная алмазная батарея способна обеспечивать энергией научные приборы дальних космических зондов и спутников там, где солнечного света недостаточно. На Земле подобные источники могут пригодиться для арктических метеостанций, глубоководного оборудования и различных инфраструктурных датчиков, замена батарей в которых связана с большими затратами или техническими рисками.

<< Назад: Сеялка Primera DMC 6002-2C 28.08.2026

>> Вперед: Кокосовое биотопливо как альтернатива авиационному керосину 27.08.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива LG KiZON - носимое электронное устройство для ребенка 11.07.2014 Компания LG представила носимое электронное устройство KiZON. Хотя устройство носится на запястье, его не следует путать с умными часами - по сути, это маячок, позволяющий следить за тем, кто носит его на руке. Кто же нуждается в постоянном наблюдении? По мнению LG, новинку оценят родители, желающие знать, где находятся их дети. Помимо приемника GPS, беспроводного интерфейса Wi-Fi и сотового модема 2G/3G, обеспечивающих описанную выше функциональность, устройство имеет все необходимое для голосовой связи. Ребенку достаточно нажать всего одну кнопку, чтобы вызвать заранее запрограммированный телефонный номер. Если вызов поступает на браслет и вызывающий абонент заранее внесен в список, ребенку не обязательно даже нажимать кнопку - он будет автоматически принят через 10 секунд, после чего родитель имеет возможность слушать, что происходит. Запас автономности устройства - 36 часов. Как только батарея емкостью 400 мАч разрядится до 25% полной емкости, родитель будет автоматически уведомлен об этом. Устройство является водонепроницаемым. Его габариты равны 34,7 x 55,2 x 13,9 мм. Купить новинку в Северной Америке и Европе можно будет, начиная с третьего квартала. На выбор будут предложены браслеты синего, розового и зеленого цвета.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026