Průlom v USA: Jaderný odpad z éry studené války se promění v elektřinu pro vesmírné mise a drony

Morgan State University a jejízískali zakázku v hodnotě 3,37 milionu dolarů od Agentury pro pokročilé obranné výzkumné(DARPA) na vývoj nové generace jaderných energetických systémů.

Morgan State University a její partneři získali zakázku v hodnotě 3,37 milionu dolarů od Agentury pro pokročilé obranné výzkumné projekty (DARPA) na vývoj nové generace jaderných energetických systémů. Projekt s názvem SYMPHONEE si klade za cíl přeměnit energii uvolněnou radioaktivním rozpadem přímo na elektřinu, což by umožnilo provoz systémů po celá desetiletí bez nutnosti doplňování paliva.

Tato technologie by mohla poskytovat spolehlivou energii pro aplikace, kde běžné baterie a konvenční energetické systémy nedostačují. Mezi tyto oblasti patří vesmírné mise, podvodní infrastruktura, vzdálené senzory a vojenské platformy. Morgan State University vede toto úsilí ve spolupráci se společnostmi Northrop Grumman, Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), Project Omega, Applied Research Associates (ARA) a Widetronix. Práce spadá pod program DARPA Rads to Watts, který se zaměřuje na pokročilé kompaktní energetické systémy s vyšším energetickým výkonem a delší životností.

Jádrem projektu je radiovoltaické zařízení, které využívá radioizotopy, jako je stroncium-90, k výrobě elektřiny. Na rozdíl od tradičních baterií tyto systémy čerpají energii z radioaktivního rozpadu a mohou fungovat roky s minimální údržbou. Tým plánuje kombinovat pokročilé polovodičové materiály s beta-emitujícími izotopy, aby zlepšil výkon i odolnost. Výzkumníci také hodlají využít izotopy získané z recyklovaného jaderného paliva a starých jaderných odpadů, včetně těch z éry studené války. Profesor Michael Spencer, technický vedoucí projektu na Morgan State University, uvedl, že tým posouvá hranice radiovoltaické technologie a pokládá základy pro novou generaci trvalých energetických systémů.

Velká část vývoje a testování zařízení bude probíhat v PNNL, kde se zaměří na zlepšení radiační tolerance při zachování účinnosti. Program DARPA se silně soustředí na hustotu výkonu, což je klíčové měřítko určující, kolik elektrické energie systém dokáže vygenerovat vzhledem ke své hmotnosti. Vyšší hustota výkonu by mohla učinit radiovoltaické systémy praktičtějšími pro mise, kde jsou velikost, hmotnost a požadavky na údržbu kritickými omezeními. Počáteční modelování naznačuje, že technologie by mohla splnit nebo překročit cíle programu pro specifický výkon i energetickou hustotu. Pokud bude úspěšná, mohly by tyto systémy otevřít nové možnosti pro dlouhodobé operace v odlehlých a drsných prostředích.

Generální ředitel Project Omega, Stafford Sheehan, zdůraznil, že toto úsilí by mohlo přeměnit materiály, které byly dříve považovány za odpad, na cenné energetické zdroje. Dodal, že technologie by mohla snížit potřebu časté výměny baterií v kritických systémech. Společnost Northrop Grumman přispěje svými odbornými znalostmi v oblasti mikroelektroniky, radiačních účinků, modelování a odolnosti systémů. Plánuje využít pokročilé výpočetní nástroje k urychlení návrhových prací a vyhodnocení výkonu v náročných podmínkách. Podle Northrop Grumman by technologie mohla podporovat budoucí obranné systémy, které vyžadují spolehlivou energii v místech, kde tradiční zdroje energie nemohou efektivně fungovat. Projekt SYMPHONEE odráží rostoucí zájem o kompaktní jaderné energetické technologie, které dokážou dodávat nepřetržitou energii po delší dobu. Pokud tým dosáhne svých cílů, program by mohl položit základy nové generace dlouhodobých energetických systémů pro obranu, letectví a průmyslové aplikace.