В настоящее время в микроэлектронике наблюдается стремление к существенному снижению потребляемой мощности, по этой причине, становится актуальным применение элементов питания мощностью от 10 мкВт до 60 мкВт.

Из информации открытых источников, мы видим, что в 2020 году в мире, количество использования датчиков приблизится к цифре в 18 миллиардов, которые, в свою очередь требуют автономного электроснабжения с низким потреблением электропитания.

Первый опытный образец новейшего источника питания, называемой «ядерная батарейка» появится в России к 2017 году. Данная батарейка, которая годами не требуют ни подзарядки, ни обслуживания, работает на основе источника бета-излучения изотопа 63Ni и относится к радиоизотопным источникам энергии. Заряда ядерной батарейки хватит почти на пятьдесят лет. В основе  изготовления нового устройства  лежит бета- вольтаический эффект, благодаря которому бета-излучение преобразуется в электроэнергию. Радиоизотопный источник энергии координально отличается от атомного реактора тем, что в нѐм используется энергия естественного распада радиоактивных изотопов, а не управляемая цепная ядерная реакция. Конструкция бета- вольтаического источника электроэнергии представлена на Рисунке 1 и 2.

Разрабатывать данный атомный источник питания будет Горно-химический комбинат в Железногорске. Обычный никель инженеры обогащают, чтобы концентрация изотопа 62Ni в обычных условиях превышающая четырѐх процентов, достигла восьмидесяти процентов, для этого в реакторе 62Ni облучают, получая 63Ni, период полураспада которого более ста лет и очищают от посторонних изотопов и при этом негативное воздействие на окружающую среду стремиться к нулю. Данный процесс представлен на Рисунке 2.


Близких изотопов, которые позволяли бы создать, такой продукт нет. В этом заключается уникальность 63Ni. Ещѐ уникальность этой батарейки в еѐ размере. Если сравнивать еѐ с литие-ионными аккумуляторами, батарейка 63Ni будет в тридцать раз компактнее. Немало важным аспектом является, то, что она экологически безопасна и безвредна для людей, так как производится мягкое бета-излучение, которое самопоглощается внутри аккумулятора. За счѐт такой способности, атомная батарейка может найти своѐ применение в медицине, в частности для питания нейростимуляторов, дефибрилляторов и кардиостимуляторов. Кроме медицины компактный генератор может использоваться и в космической промышленности, где экспедиции длятся десятилетиями, а солнечным батареям, снабжающих данные разведывательные космические объекты, не будет хватать заряда, так как солнце будет святить плохо.

Однако производство атомной батареи очень дорогостоящее, и говорить о промышленном масштабе рано. На данный момент применение такой технологии возможно только для наукоѐмких и высокотехнологичных устройств. Данные затраты объясняются сложной технологической цепочкой получения изотопа 63Ni, не существующего в природе. Только на трѐх Российских предприятиях, имеются ядерные реакторы, на которых можно его наработать.

 

Список литературы

1.     Сайт Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом», дата обращения 21.07.2015