DARPA计划将核能缩小到‘AA电池’的大小

华盛顿 — 根据DARPA项目经理 塔比莎·多德森的说法，运输核能的最大障碍在于热量和重量。

“无论是裂变还是放射性同位素，核反应内部蕴含着巨大的能量，”多德森在接受《Breaking Defense》采访时表示。“[但是] 有很多沉重且无法运输的硬件需要处理裂变和RTG [放射性同位素热发电机s] 系统的热管理。热管理这一环节总是拖累了运输核能的所有梦想。”

为了绕过这一障碍，DARPA资助了七个竞争团队，作为其Rads to Watts计划的一部分，以完善一系列辐射光伏的方案。这个数百万美元的项目（具体金额未披露）的目标是开发一种新型微型电池，可以为从卫星到战术无线电再到心脏起搏器等各种设备供电，足够坚固，可以在极端环境中工作多年或数十年而无需充电，这些环境会冻结或烧毁传统电源系统。

“我们将去替换AA电池，使用一种可以持续30年的东西，”Project Omega的创始人兼首席执行官斯塔夫·希汉表示，该公司是Rads To Watts的承包商。他告诉《Breaking Defense》，更大的版本可以替代前线基地的柴油发电机，而最小的版本可以放在计算机芯片上，作为内置电池。

辐射光伏电源之所以如此紧凑，是因为它们的能量生成原理与更为人知的核能形式不同。多德森解释说，核反应堆和RTGs — 用于像旅行者号这样的太空探测器 — 在产生电力时会产生高温，因此需要笨重的冷却系统以防止自身受损。相比之下，辐射光伏直接将辐射转化为电力，而无需在过程中将其转化为热量。相反，它们在半导体中捕获放射性粒子，从而激发电子形成可用的电流。这与光伏设备的太阳能电池板捕获阳光中的光子是相同的过程。

利用如此强大的能量的棘手之处在于，它们可能对电子系统造成实际损害，尤其是在近距离和长时间暴露的情况下。事实上，某种粒子提供的能量越大，它就越快地烧毁围绕它构建的电池——这显然是自我矛盾的。

“如果能量过大，它会摧毁你的半导体，”City Labs的联合创始人兼首席执行官皮特·卡布亚表示，该公司是该项目的参与者。“这只是物理法则……如果你有十亿个乒乓球撞击墙壁，它们都会反弹回来。但如果你现在有一个炮弹，你就会摧毁那面墙。”

历史上，这个问题使得发明者只能在低能量应用中使用弱粒子，例如自发光的出口标志。

Rads to Watts旨在解决这个问题，生产高功率、长寿命的设备。为了实现这一目标，竞争团队采用了广泛的方案，多德森表示……