Ученые в рамках оборонной программы США ведут разработку компактных ядерных батарей, способных обеспечивать бесперебойное питание техники на протяжении десятилетий. Технология основана на радиоизотопных энергетических системах, которые преобразуют радиацию напрямую в электричество, минуя этап накопления энергии через химические реакции.
Энергия из переработанного топлива
Разработка ведется в рамках инициативы DARPA под названием Rads to Watts («Рады в Ватты»). Основная цель проекта — создание компактных источников питания с чрезвычайно высокой плотностью энергии и длительным сроком службы. В проекте под названием Omega создается генератор, использующий изотопы, извлеченные из существующих ядерных отходов, а не специально произведенные радиоактивные материалы.
Ключевые характеристики и преимущества новой технологии:
- Использование стронция-90, который является менее опасным изотопом по сравнению с плутонием-238, традиционно применяемым в космических миссиях.
- Прямое преобразование радиации в электрический ток с помощью твердотельных изотопных блоков, совмещенных с полупроводниками.
- Стабильная работа в экстремальных температурных режимах, которые часто выводят из строя обычное военное оборудование.
- Удельная мощность опытного устройства превышает 10 Ватт на килограмм веса.
Новые возможности для логистики и разведки
По мнению экспертов, появление беспилотников, способных работать автономно до 30 лет без подзарядки, может кардинально изменить представление о логистике и выносливости техники в удаленных регионах. В настоящее время в США на 52 объектах хранится более 100 тысяч тонн ядерных отходов. Переработка этих запасов в топливо для микробатарей позволит решить проблему утилизации и одновременно создать надежные источники питания для спутников и систем мониторинга.
В программе Rads to Watts участвует группа крупных организаций и исследовательских центров, включая Университет Моргана, Тихоокеанскую северо-западную национальную лабораторию и корпорацию Northrop Grumman. В обзоре проекта отмечается, что создание первого функционального прототипа для испытаний в реальных условиях запланировано на начало 2027 года.
Несмотря на технологический оптимизм, инженерам еще предстоит решить ряд задач, связанных с повышением эффективности преобразования энергии и обеспечением радиационной стойкости компонентов. Также особое внимание будет уделено надежности конструкции для безопасной эксплуатации автономных систем в полевых условиях.
