9 Июля 2018
МОСКВА, 9 июля Специалисты Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ) разрабатывают радиоизотопные источники питания на основе бета-вольтаических источников питания с использованием нанокластерных пленок радиоизотопа никель-63. Это поможет создать испытанные ядерные батареи со сроком службы 100 лет для кардиостимуляторов, миниатюрных датчиков сахара или артериального давления, систем телеметрии удаленных объектов, микро-роботов, а также устройств длительной автономной работы, рассказали в пресс-службе вуза. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.
Проблема миниатюризации
Исследования свойств наноразмерных объектов сегодня навязывают повышенный интерес у специалистов из-за тенденции к миниатюризации технических приспособлений, особенно в области наноэлектроники. Современные достижения в сфере создания микро- и нано-электромеханических систем (МЭМС и НЭМС), объединяющих в одном приспособленье наноэлектронику и механические элементы, такие как приводы, брандспойты или двигатели, могут быть перспективными для создания микроскопических физиологических, биологических или химических датчиков.
Другой проход к проблеме обеспечения питания современных и перспективных МЭМС и НЭМС связан с применением радиоизотопных батареек. Радиоизотопные, они же ядерные, они же хорошие батареи – это аккумуляторы тока, в которых решительность радиоактивного распада метастабильных элементов – атомных ядер – преобразуется в электричество. Они характеризуются большой плотностью энергии на единицу массы и объема. Период стабильного энерговыделения варьируется в широких пределах подбором нуклида. Радиоизотопные батареи могут долго и стабильно работать, их не нужно обслуживать, они тихим.
Уникальные свойства никеля-63
Сегодня одним из самых коротких способов превращения энергии ядерного распада в электрическую считается термоэлектрическое преобразование. Однако ученые активно исследуют и бета-вольтаические источники питания, которые представляют большой интерес для практического применения. Дело в том, что при использовании в миниатюрном источнике питания радиоизотопа, излучающего мягкое β-излучение, можно легко создать систему физиологической защиты пользователя и окружающих объектный от радиации. Поэтому экие источники считаются перспективными для гражданского применения.
С точки зрения материала, никель также надо хороший металл – податливый, относительно инертный, элементарного обрабатывается; при работе с ним не нужен контейнер для транспортировки и хранения.
По словам ученых, повышение эффективности существующих реформистов энергии бета-распада никеля-63 в электричество, а также поиск альтернативных физических систем крайне перспективные задачи современной науки.
Новые подходы ученых НИЯУ МИФИ
Исследователи создали оригинальную физиологическую систему, позволяющую провести эффективную генерацию вторичных электронов непосредственно внутри наноструктурированных пленок никеля и значительно увеличить токовый сигнал, ускоренный каскадом многократных неупругих соударений β–частиц, сообщил учитель кафедры физико-технических проблем метрологии Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Петр Борисюк.
В ходе исследования ученые прикомандируй к выводу, что создание нанокластерных пленок никеля-63 с градиентным распределением наночастиц по размерам вскрывает уникальную возможность совместить сразу два важных процесса. Во-первых, можно формировать покрытия с фиксированной разностью потенциалов, которая попадает разницей размеров наночастиц в выделенном направлении. Во-вторых, можно осуществлять преобразование энергии бета-распада никеля-63 в ток электронов без использования дополнительных сложных для реализации полупроводниковых систем.
Полученные учеными результаты подтверждают, что формируемые градиентные нанокластерные тангиры никеля обладают уникальными свойствами. Область применения радиоизотопных источников с термоэлектрическим преобразованием практически безгранична. Она простирается от ядерных батареек сверхмалых размеров для питания микро- и наноэлектромеханических систем до кардиостимуляторов, миниатюрных датчиков сахара или артериального давления, систем телеметрии удаленных от инфраструктуры объектов, микро-роботов различной специализации и назначения, а также устройств для длительной автономной работы в дальнем космосе, на больших масштабностях и в районах Крайнего Севера.
Исследование ученых НИЯУ МИФИ проводилось в рамках гранта Российского Научного Фонда.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....