由核废料驱动的轻量电池可能推动明天的无人机

如果有一种电池组可以持续数十年，无人机或卫星能够执行多少任务？如果这种电池可以由核废料提供动力，又会怎样？

这正是科学家们在DARPA的“Rads to Watts”计划中努力实现的未来，该计划旨在创造具有高能量密度的轻量电池。最近获得的337万美元合同旨在资助一个可行的概念验证设备，该设备能够以每公斤超过10瓦的功率运行，并具有数年的保质期。

“太阳能电池直接将阳光转化为电能……我们的电池直接将辐射转化为电能，”项目Omega的首席执行官兼创始人斯塔福德·希汉表示，他们的放射性同位素电源被描述为替代传统电池的微型发电机。

“我们已经有一些小型设备在运行；专门设计以满足DARPA绩效标准的设备将在明年初推出。”

多个组织参与了该计划，摩根州立大学作为主要承包商，负责基础研究，太平洋西北国家实验室负责核材料和测试。诺斯罗普·格鲁曼公司和ARA将提供计算建模，以确保原型符合性能标准。

项目Omega将基于核废料中的放射性同位素构建核电发电机，而Widetronix正在设计半导体电源转换器。目标是在2027年初在太平洋西北国家实验室生产出一个工作原型。

希汉表示，这些电源可以用于“任何电池失效会造成麻烦的应用场景。” “一个例子是在卫星上：如果卫星失去电力，卫星就会失去，消失……如果你的电池耗尽而没有任何备份电源。”

这些电源使用从核废料中分离出的同位素，直接将辐射转化为电能。

希汉表示：“从高层次来看，我们将核废料回收成两种产品：一种是反应堆的燃料……另一种是电源同位素，即可以用来供电的同位素。”

放射性同位素电源已被用于从烟雾探测器到空间系统的各种应用。但项目Omega希望在更大规模上实现这一目标。

希汉表示：“全国52个反应堆场地中有超过10万吨的核废料；因此，目前有大量的核废料。联邦政府每年因未处理核废料而被起诉数十亿美元。” “拥有一种持久的电池是非常有价值的。”

Omega的电源单元由固态或“块”同位素组成，将与半导体层叠以产生电力。它们还能够在极端温度下工作——这将有利于在恶劣环境中使用无人系统的军事行动。

希汉表示：“我们在太空中使用这些放射性同位素电源已经几十年了。我们只是将用于太空的系统与不同的同位素结合在一起，”锶-90，这种同位素比在类似系统中使用的钚-238同位素的危害性更低。

这一奖项的获得正值五角大楼面临对无人机系统需求和使用增加的挑战。

这些系统必须被充电，并且