Článek
Nejprve trocha teorie. Poločas rozpadu radioaktivních prvků zná téměř každý. Jedná se o čas, za který se sníží radiace prvku na polovinu. Je to nevratný děj, při kterém se vyzařuje energie.
Beta záření vzniká přeměnou radioaktivní jader. Počet protonů a neutronů zůstane stejný, pouze se neutron změní na proton, nebo proton na neutron. Uvolněná energie je způsobena emitujícími (vyzařovanými) elektrony a neutriny.
Právě na tomto principu je založen pohon zařízení na vesmírných plavidlech, které se dostanou tak daleko od Slunce, že již nemohou využívat jeho energii.
O komerčním využití poločasu rozpadu některých radioaktivních prvků přímo na Zemi se mluví už dlouho. Přestože vyrobit radioizotopovou neboli atomovou baterii založenou na tomto principu není problém, zatím se při využití malého množství neškodného radioizotopu vyrobilo příliš málo energie. Použití většího množství radioizotopu nebo jiného radioaktivnějšího izotopu by mohlo být na Zemi pro lidi nebezpečné.
Čínská společnost Betavolt nyní vyvinula jadernou baterii, která má mimořádné vlastnosti a údajně bude první svého druhu pro běžné komerční použití. Hlavní výhodou bude nízká hmotnost, žádná poruchovost a dostatečný výkon, který bude k dispozici mnoho desítek let.
Současné atomové baterie mají elektrický výkon velice malý. To může stačit například na napájení kardiostimulátoru nebo pasivního bezdrátového senzoru, ale rozhodně ne k napájení mobilního telefonu.
Betavolt vyrobil atomovou baterii BV100, která dokáže vyrábět energii až 50 let bez dobíjení. Obsahuje radioaktivní izotop niklu 63Ni, který se rozpadá na měď 63Cu a dodává energii. Vzniklý izotop mědi je zcela bez radiace. Princip je velice podobný jako v solárních panelech, které využívají fotoelektrický jev k výrobě elektřiny a uvolňují se záporné elektrony.
Ve srovnání s běžnou lithium-iontovou baterií mají až desetinásobnou výkonnost. Nová atomová baterie má při rozměrech 15 × 15 × 5 milimetrů výkon 100 μW (mikrowattů) o napětí 3 voltů. To je zatím málo, ale firma Betavolt příští rok (2025) plánuje uvést na trh jednowattovou baterii. Ta už se začíná výkonem přibližovat k příkonu standardních mobilů se spotřebou 2 až 5 wattů. Navíc atomové baterie lze kombinovat paralelně.
Ani Američané nejsou pozadu. Americká firma Infinity Power úspěšně vyvinula jadernou baterii, kdy při testech dosahuje více než 60 % celkové účinnosti. Ve srovnání s jinými metodami přeměny radioizotopové energie to představuje nejvyšší úroveň celkové účinnosti, jaké kdy bylo dosaženo. Podrobnosti přináší magazín World Nuclear News. Vyšší účinnost znamená snížení radioizotopů v baterii.
Atomové baterie mají využití v běžných komerčních produktech, ale především tam, kde je obtížné nebo nemožné pravidelně měnit nebo dobíjet baterie. To jsou například lékařské implantáty nebo zařízení ve vesmíru.
Používané radioizotopy nepředstavují téměř žádné nebezpečí, potřebují jen kvalitní ochranu z materiálů, které zcela pohltí beta záření.
Největší výhodou atomových baterií je jejich mimořádně dlouhá životnost. Stejně tak dávají stabilní výkon po celou dobu provozu. Dalším vývojem bude zřejmě miniaturizace, zvýšení výkonu a dokonalé zabezpečení pro běžné používání.
Bezpečnost atomové baterie je proti současným používaným lithium-iontovým bateriím mnohem vyšší. Atomové baterie pracují v rozmezí teplot -60 °C do 120 °C. Lithium-iontové baterie pracují v maximálním rozmezí teplot od -20 °C do 65 °C. Není proto divu, že v nadměrných vedrech tyto baterie v elektoautech, elektrokoloběžkách a v domácí fotovoltaice explodují a způsobují neuhasitelné požáry. K ochraně před beta zářením stačí vrstva vzduchu o šířce 1 metr, nebo kovu o tloušťce 1 milimetr.
https://world-nuclear-news.org/Articles/Nuclear-battery-Chinese-firm-aiming-for-mass-mark
https://www.independent.co.uk/tech/nuclear-battery-betavolt-atomic-china-b2476979.html
