Nuklearna energija gotovo da ne emituje gasove staklene bašte, ali ima svoje probleme. Nova studija predlaže način kako da se iskoristi radioaktivni otpad za napajanje baterija u mikroelektronici. Istraživači veruju da bi ova tehnologija mogla postati privlačnija opcija za proizvodnju energije.
Nuklearna energija trenutno zadovoljava oko 10 procenata svetskih energetskih potreba, kao alternativa fosilnim gorivima. Ako naučnici uspeju da iskoriste njen otpad, to bi moglo učiniti nuklearnu energiju privlačnijom. Istraživači sa Univerziteta u Ohaju koristili su ambijentalnu gama radijaciju iz nuklearnog otpada za generisanje energije potrebne za rad mikročipova.
Baterije na bazi nuklearne energije, koje pretvaraju radioaktivni raspad u električnu energiju, razvijaju se već decenijama, ali tehnologija još nije postala praktično izvodljiva. U ovom istraživanju, energija je generisana kroz dva koraka: prvo, kristali scintilatora su pretvorili radijaciju u svetlost, a zatim su solarne ćelije tu svetlost pretvorile u električnu energiju.
Prototip baterije imao je zapreminu od oko 4 kubna centimetra. Kada su testirane sa dva radioaktivna izvora, cezijum-137 i kobalt-60, baterija je generisala 288 nanovata i 1,5 mikrovata, redom. „Ovo su revolucionarni rezultati u pogledu izlazne snage,“ kaže Ibrahim Oksuz, inženjer vazduhoplovstva sa Univerziteta u Ohaju.
Ove baterije bi se koristile u blizini postrojenja gde se proizvodi nuklearni otpad, a ne od strane javnosti, ali postoji potencijal za senzore i monitore koji bi zahtevali minimalno održavanje. Baterija bi bila sigurna za dodir i ne bi zagađivala okolinu, iako ostaju pitanja o tome koliko dugo bi izvor energije mogao trajati nakon instalacije.
Tim istraživača naglašava da su zahtevi za otpornost na radijaciju za scintilator i fotonaponsku ćeliju značajni i da bi trebali biti ključna tačka istraživanja. Moguće je da bi se ova tehnologija mogla koristiti i na drugim mestima gde se nalazi gama radijacija, kao što je svemir. Iako su potrebna značajna unapređenja prototipa, istraživači su sigurni da osnovna ideja funkcioniše.
Tokom studije, tim je takođe otkrio važne informacije o tome kako konfiguracija kristala i solarnih ćelija može uticati na stope konverzije i izlaz, što se može iskoristiti u budućim istraživanjima. „Koncept nuklearne baterije je veoma obećavajući,“ zaključuje Oksuz. „Ima još mnogo prostora za poboljšanje, ali verujem da će u budućnosti ovaj pristup zauzeti važno mesto u industriji proizvodnje energije i senzora.“ Istraživanje je objavljeno u časopisu Optical Materials: X.
