Китай, США и Россия развивают компактные ядерные батарейки, способные обеспечивать устройства энергией в течение многих лет без подзарядки. Главным ограничением технологии пока остается низкая мощность и высокая стоимость производства.
В основе таких источников лежит бета-вольтаический эффект. В отличие от радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые преобразуют тепло от распада радиоактивного вещества в электричество, ядерные батарейки используют энергию бета-распада непосредственно. Бета-частицы попадают в полупроводниковый преобразователь и вызывают появление электрического заряда. По принципу это напоминает солнечную панель, только вместо света используется радиация.
Мощность таких батареек обычно составляет от нано- до микроватт. Этого недостаточно для смартфонов и ноутбуков, зато источники подходят для небольших автономных устройств — например, датчиков, медицинских имплантов и некоторых космических систем. Одним из наиболее подходящих изотопов считается никель-63.
В 2024 году китайская компания Betavolt начала продажи батарейки BV100 на основе никеля-63 и алмазных полупроводников. По данным разработчика, источник размером меньше монеты способен работать до 50 лет, выдавая 100 мкВт при напряжении 3 В. Компания также объединяет отдельные элементы в более мощные блоки.
В июле 2026 года в Китае представили другую разработку — батарейку Qianjiyuan Tianshu с углеродом-14 и преобразователем из карбида кремния. Ее мощность составила 1,13 мкВт при напряжении 2,06 В. По сравнению с предыдущей версией разработчикам удалось увеличить мощность в 2,6 раза.
В США технологию испытывают в космосе. 7 июля ракета Falcon 9 вывела на орбиту микроспутник BOHR компании City Labs. На его борту установлена тритиевая батарейка NanoTritium, рассчитанная на 10–12 лет работы и мощность в несколько микроватт. Основная энергия спутника поступает от солнечной панели, а задача миссии — в том числе проверить работу ядерного источника.
Российские разработки в этой области ведутся с 2010-х годов. НИИ НПО «Луч» создал источники на основе никеля-63 и карбида кремния с КПД около 10%. Такие преобразователи работают уже четыре года без заметной деградации. Их рассматривают, в частности, для питания энергонезависимой памяти.
Отдельное направление связано с тритием. Такие источники мощнее никелевых, но имеют меньший срок службы: период полураспада трития составляет 12,3 года, а никеля-63 — около 100 лет.
Еще одна российская разработка связана с получением высокообогащенного никеля-63. В институте «Росатома» в Димитровграде изотоп нарабатывали в реакторе СМ-3, после чего его обогащали на центрифугах. В результате удалось получить никель-63 с активностью до 70 Ки/г.
Созданная на его основе батарейка состоит из 200 слоев алмазных полупроводников и 200 слоев никеля-63 и рассчитана на стабильную работу в течение 50 лет. Однако стоимость производства пока остается очень высокой. Поэтому дальнейшее развитие технологии во многом зависит от того, удастся ли сделать производство радиоизотопа и самих батареек значительно дешевле.
Читайте также:
В Италии устроят гонку истребителя F-35B и суперкара Ferrari SF90
Разработана гибридная архитектура для многоэтапных квантовых вычислений
Проектирование иллюминаторов остается сложной задачей при создании космических кораблей