Científicos rusos aprenden a calcular las propiedades de las pilas nucleares

MOSCÚ (Sputnik) — Un grupo de investigadores rusos propuso un método para hacer un pronóstico exacto de las propiedades de las baterías betavoltáicas.

Su uso, según los investigadores d ela Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Rusia MISIS (NUST MISIS), el Instituto de Problemas de la Tecnología Microelectrónica y Materiales Puros de la Academia de Ciencias de Rusia y el Centro Nacional de Investigación Instituto Kurchátov, permitirá reducir considerablemente el coste de diseño de estas pilas.

Desde hace más de 50 años científicos e ingenieros de todo el mundo tratan de crear baterías betavoltáicas (pilas nucleares) de alto rendimiento. Su funcionamiento se basa en la transformación de la radiación beta del isótopo radiactivo de níquel en energía eléctrica mediante un conductor.

Tales baterías tienen una vida útil de varias decenas de años y pueden usarse en muchas áreas: desde la medicina hasta la tecnología espacial.

Durante mucho tiempo, uno de los inconvenientes de estas pilas a los que tenían que hacer frente sus diseñadores era la imposibilidad de pronosticar exactamente sus parámetros de funcionamiento. Esto dejaba únicamente a los expertos la posibilidad de avanzar en sus estudios mediante el sistema de ensayo-error.

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El método descubierto por un grupo de científicos rusos para pronosticar los parámetros reales de las baterías betavoltáicas resolvió este problema.

El sistema consiste en predecir los parámetros de las baterías betavoltáicas mediante una fuente radiactiva y un convertidor semiconductor. El uso de este método hará posible optimizar la estructura y los parámetros de las baterías betavoltáicas sin tener que cubrirlas con una costosa capa de radioisótopo, lo que reducirá su precio.

"Aprovechamos la idea de imitar la radiación beta con un haz de electrones. Mientras, la dependencia de la absorción de la energía de electrones beta y del haz de electrones de profundidad es distinta, por eso se propuso usar el método de imitación correcta de la radiación beta con un haz de electrones monoenergético", dijo el profesor titular de la NUST MISIS Borís Yakímov, uno de los autores del método.

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Según el científico, un pronóstico real de los parámetros de las baterías betavoltáicas hará posible determinar con una mayor precisión las áreas en las que podrían usarse hipotéticamente.

Los cálculos fueron probados con una fuente radiactiva y el ensayo confirmó la fiabilidad de los datos entregados.

"Así las cosas, la investigación de la estructura semiconductora hace posible pronosticar los parámetros del elemento creado a partir de esta estructura con una precisión del 30%, como mínimo. Este es un gran avance en comparación con los cálculos anteriores", agregó el experto.

Se han realizado cálculos para varios grupos de diseñadores de baterías betavoltáicas y los resultados de la investigación ya han sido publicados en la revista Applied Radiation and Isotopes.