Amerika Birleşik Devletleri merkezli bir girişim, tek bir batarya ile cihazların aylar hatta yıllar boyunca çalışmasını sağlayacak yeni nesil radyoaktif piller geliştirmek üzere önemli bir destek aldı.

ABD ordusuna bağlı Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) tarafından yürütülen "Rads to Watts" programı kapsamında Avalanche Energy adlı girişime 5,2 milyon dolarlık sözleşme verildi. Projenin amacı, yüksek enerjili nükleer radyasyonu doğrudan elektrik enerjisine dönüştürebilen yeni bir batarya teknolojisi geliştirmek.

Küçük Boyutta Yüksek Güç Sağlanması Hedefleniyor

Radyoaktif pil konsepti yeni olmamakla birlikte, mevcut sistemler radyoaktif maddelerin bozunması sırasında açığa çıkan parçacıkları elektriğe çevirerek çalışıyor. Bu pillerin en büyük avantajı, uzun ömürlü olmaları; bazıları onlarca yıl, hatta yüzyıllar boyunca enerji sağlayabiliyor.

Ancak şimdiye kadar bu pillerin enerji üretimi oldukça düşük kaldı. Örneğin, geleneksel lityum-iyon piller kilogram başına 200-300 watt-saat enerji depolayabilirken, klasik betavoltaik piller genellikle mikrovat ila milivat düzeyinde enerji üretebiliyor. Mars'taki Perseverance ve Curiosity uzay araçlarında kullanılan radyoizotop pilleri yaklaşık 45 kilogram ağırlığında olup yalnızca 110 watt enerji sağlayabiliyor.

DARPA’nın Hedefi: Kilogram Başına 10 Watt Üretim

DARPA, kilogram başına 10 watt'tan fazla güç üretebilen bir radyoaktif pil geliştirilmesini amaçlıyor. Bu, mevcut teknolojiye kıyasla önemli bir ilerleme anlamına geliyor.

Başarılı olunursa, birkaç kilogram ağırlığında bir batarya ile bir dizüstü bilgisayarın aylarca çalışması mümkün hale gelecek. Öncelikli kullanım alanları ise uzay görevleri ve savunma uygulamaları olarak planlanıyor.

Alfavoltaik Teknolojiyle Daha Güçlü Sistem

Avalanche Energy'nin geliştirmekte olduğu sistem, klasik betavoltaik pillerden farklı olarak "alfavoltaik" teknolojiye dayanıyor. Bu teknoloji, beta parçacıkları yerine daha yüksek enerjili alfa parçacıklarının elektriğe dönüştürülmesini sağlıyor.

The Register'a göre alfa parçacıkları daha güçlü olmakla birlikte insan sağlığı açısından daha tehlikeli. Ancak bu pillerin insan temasının olmadığı uzay ortamlarında kullanılacak olması riski azaltıyor.

Şirket ayrıca, bu sistem için katı hal ve mikro-ölçekli çipler geliştiriyor. Bu çipler, radyasyon enerjisini elektrik enerjisine çevirirken uzun süreli kullanımda dayanıklılığa sahip olacak şekilde tasarlanıyor.

Füzyon Reaktörleri İçin Bir Adım

Avalanche Energy'nin çalışmaları, daha büyük hedefler doğrultusunda taşınabilir füzyon reaktörleri geliştirmeye yönelik. Şirketin "Orbitron" adlı konsept tasarımı, masaüstü boyutlarında bir füzyon reaktörü geliştirmeyi amaçlıyor.

Bu sistemin 1 ila 100 kilovat elektrik üretebileceği öngörülüyor ve uzak bölgelerde, askeri uygulamalarda, ulaşımda ve hatta Ay yüzeyinde enerji kaynağı olarak kullanılabileceği belirtiliyor.

Her ne kadar şirket prototipler üzerinde çalıştığını açıklasa da, net enerji kazancı sağlayan bir sistem henüz ortaya konmadı. Uzmanlara göre, kompakt füzyon reaktörlerinin pratik kullanıma ulaşması onlarca yıl alabilir.