DARPAは放射性廃棄物をドローンのバッテリーに変えたいと考えている

米国国防計画に協力している科学者たちは、数十年間継続的に電力を供給することを目的とした小型の原子力電池を開発している。

この取り組みは、化学反応を通じてエネルギーを貯蔵するのではなく、放射線を直接電気に変換する放射性同位元素発電システムを中心に展開されています。

開発者らは、これらの軽量デバイスにより、最終的には従来のバッテリー交換を行わずに、ドローン、衛星、リモートデバイスに何年も電力を供給し続けることができると考えています。

核廃棄物が数十年にわたる途切れのない電力の燃料になる

このプログラムは、高エネルギー密度と長寿命を実現するコンパクトなエネルギー源を求める DARPA の「Reds to Watts」イニシアチブに該当します。

最近の 337 万ドルの賞金は、1 キログラムあたり 10 ワット以上を生成する概念実証装置の開発を支援しています。

このプログラムのパートナーの 1 つであるプロジェクトオメガは、専用施設から新たに生成される放射性物質ではなく、既存の核廃棄物から抽出された同位体を使用する発電機を開発しています。

「太陽電池は太陽光を直接電気に変換します。私たちのセルは放射線を直接電気に変換します」とプロジェクト・オメガのCEO兼創設者スタッフォード・シーハンは述べた。

「これらの小型デバイスのいくつかはすでに稼働しています。DARPA の性能指数を満たすように特別に設計されたデバイスは、来年初めに発売される予定です。」

研究者らは現在、全国の52の原子炉サイトに10万トンを超える核廃棄物が保管されていると推定している。

シーハン氏は、既存の埋蔵量は豊富な物質を提供する一方で、未解決の処分問題により当局にとって高額な費用がかかる法的紛争を毎年引き起こし続けていると主張した。

「大まかに言うと、私たちは核廃棄物を取り出して 2 つの製品にリサイクルします。1 つは原子炉の燃料です。もう 1 つは電力同位体です。つまり、電力供給に使用できる同位体です。」

従来の充電式電池とは異なり、提案されたユニットは、放射線照射によって電気を生成する半導体を積層した固体同位体ブロックを使用します。

放射性同位体電力システムは、通常はプルトニウムベースの材料を使用して、数十年にわたって宇宙船や科学ミッションに電力を供給してきました。

プロジェクト・オメガではストロンチウム90が使用されることになるが、開発者らは現在使用されている代替プルトニウム238よりも危険性が低いとしている。

また、バッテリーは極端な温度でも動作することが予想されており、過酷な環境では軍用ハードウェアに複雑な問題が生じることがよくあります。

無人システムの需要が高まるとともに、世界中で展開が拡大する際の充電要件についての懸念が続く中、軍事的関心が高まっています。

継続的な搭載電力で 30 年間運用できるドローンは、耐久性と物流要件に関する認識を変えるでしょう。

モーガン州立大学、パシフィックノースウェスト国立研究所、ノースロップグラマン、ARA、ワイドトロニクスなど、いくつかの組織が Rads to Watts プログラムに参加しています。

研究者らは、ますます現実的な動作条件とシナリオの下でテストを行った後、2027 年初頭までに最小限の実行可能なプロトタイプを完成させたいと考えています。

ただし、変換効率、放射線の影響、信頼性、安全な導入には依然として広範な評価作業が必要です。

この技術が成功すれば、数十年にわたって動作可能な自律システムが技術的に実現可能になる可能性がある。

ディフェンスワン経由

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