Ученые из Красноярска разработали технологию, которая позволит сделать источники энергии на радиоактивном никеле-63 доступнее. Результаты работы опубликованы в Journal of Physics: Conference Series.
Радиоизотопные источники энергии (РИТЭГи), получающие ее за счет распада радиоактивных изотопов, могут самостоятельно работать в течение многих лет — поэтому ими оснащают, например, зонды, отправляющиеся в космос. Один из изотопов, который используется в таких батарейках — никель-63, период полураспада которого составляет около ста лет. Источник питания является крайне долговечным и при этом безопасным, поскольку его оболочка задерживает бета-излучение изотопа.
Такие батарейки актуальны не только для космической сферы, но и для медицины. Например, их можно было бы использовать для поддержания работы кардиостимуляторов. Однако создание этих источников питания — сложный и дорогостоящий процесс, одним из самых непростых этапов которого является нанесение изотопа никеля на подложку. Сейчас существует два основных способа покрытия, но оба имеют серьезные недостатки.
Ученые Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с коллегами из Сибирского государственного университета науки и технологий им. ак. М.Ф. Решетнева и Сибирского федерального университета предложили использовать для создания ядерных батарей новый метод, основанный на реакции восстановления ионов никеля в растворе. Он позволит сделать процесс производства РИТЭГов намного проще и дешевле.
Восстановление ионов металла из раствора известно давно, но ранее никто не пытался использовать эту реакцию для создания ядерных батарей на основе изотопа никеля. Кроме того, ученые решили сделать подложку не из кремния, а из обычной алюминиевой фольги, на которую никель осаждается из раствора намного эффективнее. Фольгу легко обрабатывать, и если потребуется переделать некачественные образцы, алюминий можно просто растворить в щелочи, сохранив дорогостоящий изотоп.
Новый метод авторы работы опробовали на нерадиоактивных изотопах никеля (они имеют такие же химические свойства, как и радиоактивные, а значит, могут служить безопасной моделью никеля-63). Исследования подтвердили, что этот способ покрытия перспективен для получения ядерных батареек, которые могут работать без подзарядки до ста лет.
