河北
- 核废料或可为全球数十年自主运行提供燃料
- DARPA拟研发可连续供电长达30年的电池
- 欧米伽项目正将辐射直接高效转化为可用电能
参与美国一项国防计划的科学家正在开发紧凑型核电池，目标是让电池连续供电数十年。
该研发工作围绕放射性同位素电源系统展开，该系统将辐射直接转化为电能，而非通过化学反应储存能量。
开发人员认为，这些轻量级设备最终可能使无人机、卫星和远程设备无需更换传统电池即可运行多年。
核废料或成数十年不间断供电的燃料
该计划属于DARPA的“辐射到瓦特”倡议，旨在研发兼具高能量密度和长寿命的紧凑型能源。
最近一笔337万美元的资助支持开发一种概念验证设备，该设备每公斤功率超过10瓦。
参与该项目的“欧米伽计划”团队中，有一位成员正在开发一种发电机，它使用从现有核废料中提取的同位素，而不是来自专门设施新生产的放射性材料。
“太阳能电池直接将阳光转化为电能……我们的则直接将辐射转化为电能，”欧米伽计划的首席执行官兼创始人斯塔福德·希恩表示。
“我们已经有一些这样的小型设备在运行；那些专门为达到DARPA（美国国防高级研究计划局）性能指标而设计的设备将于明年初问世。”
研究人员估计，目前仍储存在全国52个反应堆场址的核废料超过10万公吨。
希恩认为，现有核废料储备提供了充足的材料来源，而未解决的处置问题每年仍给当局带来代价高昂的法律纠纷。
“从宏观层面来说，我们把核废料拿来，回收成两种产品：一种是反应堆燃料……另一种是供能同位素，就是可以用来给东西供电的同位素。”
与传统可充电电池不同，拟议的装置使用固态同位素块，其上层叠半导体，通过同位素辐射作用于半导体来产生电力。
军事规划者认为该技术在无人机和卫星上优势明显
放射性同位素动力系统数十年来一直为航天器和科学任务供电，通常采用钚基材料。
欧米伽项目现在将使用锶-90，开发人员称其比当前采用的钚-238方案危害更小。
这些电池预计还能在极端温度范围内正常工作，而极端温度常常会在恶劣环境中给军事硬件造成麻烦。
军方之所以关注，是因为无人系统的需求正在增长，与此同时，人们对全球长期部署中的充电需求仍持续担忧。
一架能够凭借机上持续供电运行30年的无人机，将颠覆人们对续航和后勤需求的固有认知。
多个组织正在参与 Rads to Watts（辐射转瓦特）计划，包括摩根州立大学、太平洋西北国家实验室、诺斯罗普·格鲁曼公司、ARA 和 Widetronix。
研究人员预计，在经过日益接近真实运行条件和场景的测试后，一个最小可行原型将于 2027 年初问世。
然而，转换效率、辐射效应、可靠性和安全部署仍需进行大量的评估工作。
如果该技术取得成功，能够运行数十年的自主系统在技术上将成为可行。
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