Ученые оптимизировали толщину слоев «ядерной батарейки», которая работает на бета-распаде никеля-63. Им удалось добиться плотности энергии в 10 раз больше, чем у обычных химических батареек.

Чтобы добиться максимальной удельной мощности элемента питания, ученые смоделировали движение электронов и нашли оптимальную толщину для бета-источников. Затем был выполнен самый сложный этап работы: сконструировать алмазные преобразователи толщиной всего в 10 микрон с довольно сложной внутренней структурой. Для этого была создана технология синтеза тонких алмазных пластин на многоразовых подложках.

Для создания батарейки понадобилось 200 преобразователей, которые были расположены послойно. Между ними находятся подложки из фольги никеля-63 и стабильного никеля. Такая конструкция позволила аккумулировать 3300 милливатт-часов в одном грамме изделия. На данный момент это лучший результат для всех батареек на основе никеля-63.

Своими успехами физики поделились в журнале Diamond and Related Materials. Ученые уже продумывают пути дальнейшего усовершенствования батарейки. Перспективные направления — обогащение изотопа (никель-63), увеличение напряжения за счет разработки алмазной p-i-n-структуры с контролируемым профилем легирования или же увеличение площади преобразователя.