Çinli bilim insanları, karbon-14 izotopunu kullanarak binlerce yıl boyunca kesintisiz elektrik üretebilen yeni nesil bir radyoizotop pil geliştirdi. "Qianjiyuan Tianshu" adı verilen teknolojiyle uzay araçları, çevresel izleme sistemleri ve tıbbi implantların batarya değişimine ihtiyaç duymadan uzun yıllar çalışması hedefleniyor.
Proje, Kuzeybatı Normal Üniversitesi ile Gansu Zhulong Technology araştırmacılarının ortak çalışması sonucunda geliştirildi.
Yeni bataryanın teknik özellikleri
Yaklaşık 16,8 santimetreküp hacme sahip olan batarya, bünyesinde 129 miliküri karbon-14 izotopu barındırıyor. Sistem, 0,713 mikroamper akım, 2,06 volt gerilim ve 1,13 mikrowat seviyesinde maksimum güç üretebiliyor.
Araştırmacılar, 2024 yılında geliştirilen önceki modele kıyasla bataryanın hacmini yaklaşık yüzde 17 azaltırken, hacimsel güç yoğunluğunu ise yaklaşık 15 kat artırmayı başardı. Ayrıca kullanılan radyoaktif madde miktarı sınırlandırılmasına rağmen toplam kapasitenin 2,6 kat yükseldiği belirtildi.
Enerjiyi doğrudan radyasyondan üretiyor
Geleneksel radyoizotop piller, radyoaktif bozunma sırasında oluşan ısıyı elektrik enerjisine dönüştürürken, Qianjiyuan Tianshu farklı bir yöntem kullanıyor.
Yeni sistem, bozunma sırasında açığa çıkan elektronları doğrudan Çin üretimi silisyum karbür yarı iletkenine yönlendirerek doğru akım (DC) üretiyor. Araştırmacılar bu çalışma prensibini, güneş panellerine benzetiyor. Ancak sistem, güneş ışığı yerine radyasyonla çalışıyor.
Bataryada ayrıca üç boyutlu çok katmanlı mimari, güç yönetim mikro sistemi ve dahili sensörler de bulunuyor.
Binlerce yıllık kullanım ömrünün sırrı
Bataryanın en dikkat çekici özelliği ise merkezinde yer alan karbon-14 izotopu. Yaklaşık 5.730 yıllık yarı ömre sahip olan karbon-14 sayesinde sistemin teorik çalışma süresi de binlerce yıl olarak hesaplanıyor.
Bu özellik, bataryanın özellikle bakım yapılması zor olan uzay görevleri, uzak bölgelerdeki sensör ağları ve uzun ömürlü tıbbi cihazlarda kullanılma potansiyelini artırıyor.
Bilimsel ve ticari kullanım hedefleniyor
Araştırmacılar, yeni tasarım sayesinde eski radyoizotop pillerde görülen düşük güç üretimi, yüksek maliyet ve entegrasyon sorunlarının önemli ölçüde giderildiğini belirtiyor.
Güç yoğunluğundaki artışın, teknolojinin gelecekte hem bilimsel araştırmalarda hem de ticari uygulamalarda daha geniş kullanım alanı bulmasına katkı sağlaması bekleniyor.
