Как распад превращается в электрический ток
Внутри такой батареи находится прометий-147 — радиоактивный изотоп, чьи атомы постепенно распадаются и испускают бета-частицы. Это быстрые электроны. Попадая в полупроводник, они передают ему энергию и создают пары зарядов: отрицательные электроны и положительные «дырки», то есть места, где электронов не хватает.
В полупроводниковом элементе есть область, которая заставляет эти заряды двигаться в разных направлениях. Их разделение создаёт напряжение; если подключить цепь, по ней пойдёт ток. Так энергия распада без промежуточного нагрева превращается в электричество. Подобные устройства называют бета-вольтаическими батареями.
Почему мощности мало, а автономность полезна
Не каждый распад приводит к тому, что энергия бета-частицы эффективно собирается полупроводником. Поэтому электрическая мощность мала: такая батарея не заменит обычный источник питания для прибора с большим потреблением. Зато она может непрерывно давать небольшое количество энергии, не нуждаясь в подзарядке или регулярной замене элементов питания.
Это делает её подходящей для маломощной электроники в местах, где обслуживание затруднено. Важное условие — устройство должно быть рассчитано именно на скромный постоянный ток: мощный радиопередатчик или двигатель такая батарея не запустит.
Источник постепенно слабеет
Прометий-147 не является бесконечным топливом: по мере распада его атомов число испускаемых частиц уменьшается, а вместе с ним падает и мощность. Изотоп герметично заключают внутри конструкции, чтобы радиоактивное вещество оставалось изолированным; сам полупроводник и корпус при этом должны выдерживать условия работы прибора.
Практический компромисс здесь прост: очень небольшую мощность можно получать без подзарядки, но она не остаётся неизменной и не годится для энергоёмких задач. Именно поэтому такие батареи ценны не как универсальная замена аккумуляторам, а там, где важнее длительная работа маломощного устройства, чем большой запас энергии в каждый момент.
