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RUSSOS DESENVOLVEM TECNOLOGIA DE BATERIAS NUCLEARES PARA USO NA MEDICINA E EM VIAGENS ESPACIAIS

1Seu próximo telefone celular, ou mesmo seu carro elétrico, poderão ser alimentados por uma bateria nuclear, em lugar das baterias de íons de lítio, graças a um avanço feito por pesquisadores russos. E não é preciso se preocupar, porque a radiação envolvida nessa bateria nuclear é de baixa energia, podendo ser bloqueada até mesmo por uma folha de papel.  O invólucro da bateria é mais do que suficiente para torná-la segura. A tecnologia das baterias nucleares – betavoltaica ou betabaterias – foi de fato usada na década de 1970 para alimentar marcapassos cardíacos, antes de ser superada pelas baterias de íons de lítio, com vidas úteis muito mais curtas, mas também mais baratas. Além disso, naquela época as baterias nucleares ainda não haviam sido miniaturizadas. O protótipo fornece cerca de 3.300 miliwatts-hora de energia por grama, mais do que em qualquer outra bateria nuclear do mesmo tipo e 10 vezes mais do que a energia específica das baterias químicas atuais.

As baterias químicas comuns, como as pilhas e as baterias de lítio dos celulares, também conhecidas como células galvânicas, usam a energia das reações químicas. Nessas reações, os elétrons são transferidos de um eletrodo para outro através de um eletrólito, dando origem a uma diferença de potencial entre os eletrodos. Se os dois terminais da bateria forem conectados por um condutor, os elétrons começam a fluir para equilibrar a diferença de potencial, gerando uma corrente elétrica. Essas baterias químicas são caracterizadas por uma alta densidade de potência – a relação entre a potência da corrente gerada e o volume da bateria. No entanto, elas descarregam em um tempo relativamente curto (pilhas comuns) ou precisam ser recarregadas (baterias recarregáveis).

Uma bateria nuclear trabalha com materiais semicondutores para converter a energia do decaimento beta em eletricidade. Sua  principal vantagem  é a sua longevidade: os isótopos radioativos usados nas baterias nucleares têm uma meia-vida que varia de dezenas a centenas de anos, de modo que sua potência permanece quase constante por muito tempo. Em termos práticos, são baterias para a vida toda, ou mesmo para várias vidas. Embora essa tecnologia fosse conhecida há décadas, agora, pela primeira vez, as baterias nucleares alcançaram A nova bateria betavoltaica usa níquel-63 como fonte de radiação.Várias equipes vêm tentando usar semicondutores de diamantes, mas ninguém havia alcançado a eficiência obtida agora pelo grupo da Rússia. O protótipo contém 200 conversores de diamante intercalados com camadas de níquel-63 e camadas de isótopos estáveis de níquel. A quantidade de energia gerada depende da espessura da folha de níquel e do próprio conversor, porque ambos afetam quantas partículas beta são absorvidas. O protótipo da bateria nuclear alcançou uma potência de saída de cerca de 1 microwatt, o que é suficiente para alimentar um marcapasso artificial.

A eficiência alcançada pela equipe russa abre perspectivas reais para o retorno das baterias nucleares às aplicações médicas. A maioria dos marcapassos cardíacos de última geração tem mais de 10 centímetros cúbicos de tamanho e requer cerca de 10 microwatts de energia. Isso significa que a nova bateria nuclear pode ser usada para alimentar esses dispositivos sem qualquer alteração significativa em seu design e tamanho.  Seriam então “marcapassos perpétuos”, cujas baterias não precisariam ser substituídas ou recarregadas, melhorando a qualidade de vida dos pacientes e eliminando o risco das cirurgias de reposição. A indústria espacial também pode se beneficiar bastante das baterias nucleares compactas. Em particular, existe uma demanda por sensores externos sem fio autônomos e chips de memória com sistemas integrados de fornecimento de energia para espaçonaves.

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