Kuzeybatı Normal Üniversitesi ve Gansu Zhulong Technology uzmanları ortaklığında, "Qianjiyuan Tianshu" adı verilen yeni nesil bir nükleer batarya üretildi. Bu teknolojik hamleyle; uzay araçları, uzak çevresel izleme sensörleri ve tıbbi implantların batarya değişimine ihtiyaç duymadan binlerce yıl boyunca otonom olarak çalıştırılması planlanıyor.
YENI NESİL NÜKLEER BATARYANIN TEKNİK ÖZELLİKLERİ NELER?
Yaklaşık 16,8 santimetreküp hacme sahip olan yeni batarya, bünyesinde 129 miliküri karbon-14 izotopu barındırıyor. Geliştirilen sistem; 0,713 mikroamper akım, 2,06 volt gerilim ve maksimum 1,13 mikrovat güç çıkışı sağlıyor.
Araştırma ekipleri, 2024 yılında geliştirilen "Mum Ejderhası-I" adlı bir önceki modele kıyasla pilin hacmini yüzde 17 oranında azaltırken, hacimsel güç yoğunluğunu yaklaşık 15 kat artırmayı başardı. Bataryada kullanılan radyoaktif madde oranı yüzde 22 ile sınırlandırılmasına rağmen, voltaj veya kararlılıktan ödün verilmeden toplam kapasitede 2,6 katlık bir artış kaydedildi.
SİSTEM HANGİ TEKNOLOJİYLE KESİNTİSİZ ENERJİ ÜRETİYOR?
Geleneksel radyoizotop piller, radyoaktif bozunma ısısını enerjiye dönüştürmek için yüksek sıcaklık gerektiren hacimli termoelektrik malzemeler kullanıyor. Qianjiyuan Tianshu modeli ise bozunma sırasında açığa çıkan elektronları veya beta parçacıklarını doğrudan Çin üretimi bir silisyum karbür yarı iletkenine yönlendirerek doğrudan akım (DC) üretiyor.
Geliştiriciler, bu çalışma prensibinin güneş panellerine benzediğini, ancak sistemin ışık yerine radyasyonla aktifleştirildiğini belirtiyor. Tamamen yerli üretimle geliştirilen pilde; yerden tasarruf sağlayan üç boyutlu çok katmanlı bir yapı, otonom çalışmayı destekleyen bir güç yönetim mikro sistemi ve dahili sensörler yer alıyor.
BİNLERCE YIL SÜREN ÖMÜR HANGİ UNSURA DAYANIYOR?
Pilin binlerce yıl boyunca aktif kalabilmesi, merkezinde kullanılan karbon-14 elementinin fiziksel özelliklerine dayanıyor. Karbon-14 izotopunun yarı ömrü 5.730 yıl olduğu için, kimyasal muadillerinin aksine bu bataryanın ömrü de doğrudan binlerce yıl olarak hesaplanıyor.
Eski radyoizotop pillerin taşıdığı düşük güç, zayıf entegrasyon ve yüksek maliyet sorunları, yeni tasarlanan üç boyutlu çok katmanlı mimari ve silisyum karbür dönüştürücü entegrasyonuyla büyük oranda giderilmiş durumda. Güç yoğunluğundaki bu artış, pillerin ticari ve bilimsel alanlardaki kullanım potansiyelini artırıyor.
