Новость Новая   822

Китайская компания создала первую в мире ядерную батарею на основе углерода-14

18 мар 2025 в 13:05   DeC
Ветка: А как же оно тикает?
Китайская компания создала первую в мире ядерную батарею на основе углерода-14

Устройство может работать тысячи лет. О прорыве заявили компания Wuxi Beta Pharmaceutical Technology и Северо-Западный педагогический университет КНР.

Специалисты представили инженерный прототип ядерной батареи на основе углерода-14 и с использованием полупроводниковых материалов из карбида кремния. Устройство получило название Zhulong № 1 (Чжулун — в древнекитайской мифологии божество, освещающее мрак).

По данным Института физических наук Хэфэя Китайской академии наук, у батареи выдающиеся характеристики. Она может работать при температурах от -100 до 200 °C и имеет высокую энергоемкость — 2200 мВт·ч/г.

Wuxi Beta уже работает над тем, чтобы снизить стоимость производства и уменьшить батарею в размерах. В конце 2025-го — начале 2026-го планируется выпуск Zhulong № 2 — устройства размером с монету.



Непонимающий

  • +1.38 / 30
    • 27
    • Оффтоп   1
    • Боян   2
  • АУ


Предыдущая дискуссия:

<< американский авианосец был вынужден отступить
 
Следующая дискуссия:

В Китае успешно пересадили генно-модифицированную почку свиньи человеку >>

ОТВЕТЫ (12)
 
 
  dmitriк62 ( Слушатель )
18 мар 2025 в 13:16

    
Батареями на С14 занимаются давно и у нас, и на Западе.
Чем китайская батарея лучше давно существующих прототипов?
  
"За счёт очень низкой удельной мощности, эффективности преобразования и высокой стоимости он очень похож на другие существующие ядерные батареи с использованием бета-распада, которые подходят для нишевых приложений, требующих очень небольшую мощность (микроватт) в течение нескольких лет в ситуациях, когда обычные батареи невозможно заменить или перезарядить обычными способами"

  • +0.56 / 16
    • 16
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
18 мар 2025 в 14:29

Формальный ответ: обогащать можно то, что имеет газообразные соединения. Углекислого газа дофига и больше, так что обогащение центрифугами ваполне возможно.

Неприятность в том, что период полураспада С-14 слишком короткий --- всего 5 тыс лет, так что это будет смертельно грязное производство и никакого потенциального будничного применения таких батарей в быту не предвидится.

  • +0.73 / 24
    • 24
 
 
 
  dmitriк62 ( Слушатель )
18 мар 2025 в 14:43

   
Те, кто занимался этим вопросом задолго до китайцев, пришли к тому, что необходимо сначала из этого С-14 делать алмаз, а уж из него батарейки.
Так что всё довольно сложно и помимо радиации...
Обеспокоенный

  • +0.39 / 6
    • 6
  • АУ
 
 
 
  BUR ( Слушатель )
18 мар 2025 в 17:26

Часы с ЖКИ, например. Или "вечное" питание часов/таймеров и/или статической памяти.
 
С "бытовой грязью" там, как раз всё в порядке.
 
p-n переход в широкозонном карбиде кремния, бета распад  (результат электроны и азот-14) в тонком слое с одной стороны p-n-перехода. Всё "намертво замуровано" в карбиде кремния, даже если сломать то наружу "вырываться" нечему. Материал сам по себе химически нейтральный.
 
Были более дорогие идеи с алмазным слоем из C-14... но с карбидом кремния оно всё существенно дешевле и технологичнее.
 
Вплоть до изготовления p-n-перехода из n-SiC и напыления p-SiC14 поверх допированного p-слоя. Обычными методами изготовления планарной электроники. Тема SiC-транзисторов нынче развивается для высоковольтной силовой электроники.
 


Не внутри транзистора, а внутри диода, аналог внутреннего фотоэфекта при котором электроны в области p-n-перехода образуются не из-за поглощения кванта света, а на одной стороне p-n-перехода из-за испускания электрона при вета-распаде.
 
Т.е. можно, например, нанести на один электрод вакуумного прибора слой C14 графита, а на другой ловить электроны, получив классический вакуумный "фотоэлемент" на внешнем фотоэффекте. А можно сделать на внутреннем "запачкав" область p-n-перехода тем-же C14.
 
А можно даже поместить C14 в люминофор и ловить УФ свет широкозонным фотоприёмником на SiC. Чего-только на эту тему не напридумывали за последние 100 лет...

  • +0.02 / 1
    • 1
 
 
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
18 мар 2025 в 17:30

Радиоактивность внутри транзистора? Представляется сомнительным. Но здесь это не в жилу.

  • +0.01 / 1
    • 1
 
 
 
 
 
  BUR ( Слушатель )
18 мар 2025 в 17:44

Не внутри транзистора, а внутри диода, аналог внутреннего фотоэфекта при котором электроны в области p-n-перехода образуются не из-за поглощения кванта света, а на одной стороне p-n-перехода из-за испускания электрона при вета-распаде.
 
Т.е. можно, например, нанести на один электрод вакуумного прибора слой C14 графита, а на другой ловить электроны, получив классический вакуумный "фотоэлемент" на внешнем фотоэффекте. А можно сделать на внутреннем "запачкав" область p-n-перехода тем-же C14.
 
А можно даже поместить C14 в люминофор и ловить УФ свет широкозонным фотоприёмником на SiC. Чего-только на эту тему не напридумывали за последние 100 лет...

  • +0.02 / 1
    • 1
  • АУ
 
  slavae ( Слушатель )
18 мар 2025 в 14:32

А изолентой замотали, чтоб радиация не пробивала? А почему не синей? )

  • -0.16 / 9
    • Флуд   3
    • 6
 
 
  Aliot ( Слушатель )
18 мар 2025 в 16:26

Энергия частиц ( электронов)  у него маленькая, емнип.  Примерно как у старых цветных телевизоров. Изоленту  вряд ли пробьет...

  • +0.34 / 4
    • 4
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
18 мар 2025 в 19:27

Не такая и маленькая. У максимальная - 156 кэВ, средняя 49 кэВ.
Бета-, конечно не пробьёт, а тормозное вполне.

  • +0.00 / 0
  • АУ
 
  KZR ( Слушатель )
18 мар 2025 в 16:55

 Эх, кто бы вел учёт новых батареек, целый сайт бы получился, а в реале ни одна пока не объявилась.

  • +0.27 / 3
    • 3
  • АУ
 
  wow ( Слушатель )
18 мар 2025 в 17:21

Этой новости сто лет в обед, тем более эта батарейка нах никому не неужна.
Новая китайская ядерная батарейка: сенсация или....
Китайская компания Wuxi Beta Pharmaceutical Technology заявила о создании ядерной батарейки, черпающей энергию из распада изотопа углерод-14, способной выдавать электроэнергию бесперебойно на протяжении нескольких тысяч лет.

Если точнее, в электричество превращают кинетическую энергию электронов, выделяющихся в ходе радиоактивного бета-распада углерода-14. Для преобразования используют бета-вольтаический эффект - что-то очень похожее на тот же принцип, по которому работают солнечные батареи, но только вместо фотонов солнечного света используются электроны бета-распада.

Всё это звучит, конечно, прикольно, но только пока не начнёшь смотреть цифры. Так, разработчики говорят, что батарея имеет энергоёмкость в 2200 мВт·ч/г, то есть, её мощность составит что-то около 0,25 милливатта. То есть, для того, чтобы заменить обычную пальчиковую батарейку с мощностью порядка 1 ватта, понадобится несколько тысяч (!) таких атомных батареек. Мощности в 0,25 ватта хватит разве что на запитывание чего-то очень маленького: светодиодного индикатора, миниатюрного сенсора и т.п.

Причём мне, честно говоря, сложновато представить себе устройство мощностью в 0,25 милливатта, нуждающееся в непрерывном питании несколько тысяч лет, в особенности с учётом того, что обойдётся такая батарейка, скорее всего, очень недёшево - в лучшем случае это будут сотни долларов. Именно поэтому атомные батарейки на углероде-14 с периодом полураспада в 5 тысяч лет многие считают тупиковой ветвью развития и полагают, что большую перспективу имеют батарейки на других изотопах с меньшим периодом полураспада (и, соответственно, меньшим сроком службы - скажем, в десятки лет), но и с в десятки и сотни раз большей удельной мощностью.

  • +0.00 / 0
  • АУ
 
  ДядяВася ( Слушатель )
18 мар 2025 в 19:24

Небольшая китайская хитрость. Указана энергия, только за какой период не указано - за сколько лет? За тысячи? Получается совсем не впечатляющая. Интересует какая мощность батарейки, или какой ток выдаёт. Боюсь на нано- не натянет.

Для информации, мощность распада 1г 100% С-14 – 1,3 мВт (при средней энергии бета- 49 кэВ).

  • +0.02 / 1
    • 1
  • АУ