原子力電池の世界一

原子力電池は、主にニッケル63をエネルギー源とし、ダイヤモンド半導体をエネルギー変換器として利用します。直流電源であり、エネルギー貯蔵装置としてスーパーキャパシターを付加することで、より長寿命のパルス電源を生成することができます。この原子力電池の基本構造は、変換器、基板、ニッケル63源、電池保護層で構成されています。

ニッケル63ダイヤモンドベータボルト電池は、ダイヤモンド半導体コンバータと厚さ2μmのニッケル63シートを積層したもので、モジュール構造を採用しています。モジュールは少なくとも2つのコンバータと1層のニッケル63で構成され、連続的に積層されてモジュール群を形成し、複数のモジュール群を直並列に接続することで、数マイクロワットから数ワットの出力を設定できます。原子力電池の最小サイズは3x3x0.03㎜（コンバータ2個とニッケル63層1層で構成）です。ダイヤモンド半導体変換素子に入射するエネルギーから判断すると、電池のエネルギー変換率は8.8％に達します。より純度の高いニッケル63放射源を使用すれば、電池の電力密度はさらに向上します。

原子力電池は電気化学電池ではなく、物理電池です。エネルギー密度は三元リチウム電池の10倍以上で、1グラムの電池で3,300メガワット時の電力を蓄えることができます。鍼治療や銃撃に反応して発火したり爆発したりすることはありません。50年間自己発電するため、電気化学電池のサイクル数（2,000回の充放電）の概念はありません。原子力電池の発電量は安定しており、過酷な環境や負荷によって変化することはありません。零下120度から零下60度までの範囲で正常に動作し、自己放電はありません。Betavoltが開発した原子力電池は絶対に安全で、外部放射線がなく、ペースメーカー、人工心臓、人体の蝸牛などの医療機器への使用に適しています。原子力電池は環境に優しいです。崩壊期間後、放射性物質であるニッケル63同位体は銅の安定同位体となり、非放射性であるため、環境への脅威や汚染を引き起こしません。そのため、既存の化学電池とは異なり、原子力電池は高価なリサイクルプロセスを必要としません。

この製品は、ニッケル63の核同位体崩壊技術と中国初のダイヤモンド半導体（第4世代半導体）モジュールを組み合わせ、原子力電池の小型化、モジュール化、低コスト化に成功し、民生利用への道を切り開きました。これは、中国が原子力電池と第4世代ダイヤモンド半導体という二つのハイテク分野において同時に破壊的イノベーションを実現し、欧米の科学研究機関や企業を「はるかにリード」したことを示しています。

原子力電池は、充電やメンテナンスなしで50年間安定的に自立発電することが可能です。すでにパイロット段階に入り、市場で量産される予定です。Betavoltの原子力電池は、航空宇宙、AI機器、医療機器、MEMSシステム、先進センサー、小型ドローン、マイクロロボットなど、様々な用途における長時間電力供給のニーズを満たすことができます。この新たなエネルギーイノベーションは、中国が新たなAI技術革命において優位に立つことに貢献するでしょう。

原子力電池（核電池、放射性同位元素電池とも呼ばれる）は、核同位元素の崩壊によって放出されるエネルギーを半導体変換器を通して電気エネルギーに変換するという原理に基づいて動作します。これは、1960年代に米国とソ連が注力したハイテク分野でした。現在、航空宇宙用途で使用されているのは熱核電池のみです。この種の電池はサイズと重量が大きく、内部温度が高く、高価であるため、民生用には適していません。近年、欧米諸国は原子力電池の小型化、モジュール化、民生利用を目標としています。中国の「第14次5カ年計画と2035年ビジョン目標」でも、原子力技術の民生化と核同位元素の多用途開発が将来の発展の潮流として提唱されています。

原子力電池は全く異なる技術的アプローチを採用しており、放射性物質であるニッケル63から放出されるベータ粒子（電子）の半導体遷移によって電流を生成します。これを実現するために、Betavolt社の科学者チームは、厚さわずか10ミクロンの独自の単結晶ダイヤモンド半導体を開発し、厚さ2ミクロンのニッケル63シートを2枚のダイヤモンド半導体コンバーターの間に配置しました。放射性物質の崩壊エネルギーが電流に変換され、独立したユニットを形成します。原子力電池はモジュール式で、数十から数百の独立したユニットモジュールで構成でき、直列および並列で使用できるため、さまざまなサイズと容量の電池製品を製造できます。