Americká agentura DARPA chce technologie, které vyrobí elektřinu s vysokou hustotou výkonu (power density) z jaderného odpadu z dob studené války. DARPA přitom klade na hustotu výkonu, což je parametr určující, kolik elektrické energie dokáže systém vyrobit vzhledem ke své hmotnosti, značný důraz.
Vyšší hustota výkonu by totiž mohla výrazně zvýšit praktickou využitelnost radiovoltaických zdrojů v situacích, kdy je značný tlak na co nejnižší velikost, hmotnost a nároky na údržbu. V rámci programu s přiléhavým názvem Rads to Watts DARPA financuje vývoj nové generace radiovoltaických zařízení, která slibují vyšší hustotu výkonu a delší provozní životnost.
Univerzita Morgan State University s dalšími partnery získali od DARPA kontrakt v hodnotě 3,37 milionu dolarů na vývoj nového typu energetických systémů poháněných jadernými materiály. Tyto zdroje by mohly fungovat desítky let bez potřeby doplňování paliva.
V rámci tohoto programu pracují na projektu SYMPHONEE, který si klade za cíl přeměňovat energii uvolňovanou radioaktivním rozpadem přímo na elektřinu. Výzkumníci věří, že technologie by mohla zajistit energii tam, kde baterie a konvenční energetické systémy narážejí na své limity, například při kosmických misích, v podmořské infrastruktuře, u vzdálených senzorů nebo na vojenských platformách.
Radiovoltaická zařízení projektu SYMPHONEE využívají radioizotopy, například stroncium-90, k výrobě elektrické energie. Na rozdíl od běžných baterií čerpají tyto systémy energii přímo z radioaktivního rozpadu a mohou fungovat řadu let s minimálními nároky na údržbu.
Výzkumný tým plánuje spojit pokročilé polovodičové materiály s izotopy emitujícími beta záření, aby tím zvýšil výkon i odolnost zařízení. Tímto způsobem chtějí využívat i izotopy získané z recyklovaného jaderného paliva a historických zásob jaderného odpadu.
##seznam_reklama##
Jak říká vedoucí technické části projektu na Morgan State University Michael Spencer, jejich cílem je posunout hranice radiovoltaických technologií. Vývoj a testování bude probíhat v laboratořích PNNL, kde se vědci zaměří na zvýšení odolnosti zařízení vůči radiaci při zachování vysoké účinnosti.
Video: How to convert nuclear heat into electricity? Isotopic generators of the past, present, and future
Literatura