Una batteria atomica ricava energia per far funzionare un dispositivo dalla rottura degli isotopi radioattivi. Queste batterie possono avere una durata estremamente lunga, il che le rende utili per applicazioni in cui è difficile o impossibile accedere ai componenti per la sostituzione della batteria. A volte vengono chiamate “batterie nucleari”, anche se questo è un termine un po’ improprio, in quanto non si basano su una reazione a catena per generare energia. Sono molto stabili e sicuri se costruiti correttamente e realizzati con isotopi appropriati.
Un’applicazione per le batterie atomiche viene utilizzata per alimentare i veicoli spaziali. Sonde, telescopi e altre apparecchiature necessitano tutte di una fonte di alimentazione, ma potrebbero non essere utili per sostituire le batterie. Una batteria atomica può fornire l’energia necessaria per mantenere in funzione i sistemi e inviare segnali alla base e dovrebbe durare per tutta la vita del dispositivo. Altre apparecchiature che devono essere lasciate incustodite per lunghi periodi di tempo possono fare affidamento su questa tecnologia, che ha anche potenziali applicazioni per cose come i dispositivi medici impiantati.
Queste batterie possono estrarre energia dagli isotopi radioattivi in diversi modi. Alcuni si affidano all’energia termica. Quando gli isotopi si decompongono, producono calore, che una batteria atomica può sfruttare per produrre elettricità. Il calore può essere utile anche su dispositivi come i veicoli spaziali, che necessitano di una fonte di calore per mantenere gli strumenti scientifici in un intervallo di temperatura sicuro. Nel profondo freddo dello spazio, i componenti si congelerebbero rapidamente senza riscaldarsi, ma spendere energia per il calore potrebbe causare l’esaurimento dell’apparecchiatura, quindi le batterie atomiche forniscono sia calore che energia per risolvere questo problema.
Altri dispositivi si basano su metodi non termici di generazione di energia. Il metodo più comune sfrutta l’emissione di particelle beta per creare elettricità. Questo design della batteria atomica è noto come design betavoltaico ed è abbastanza sicuro per l’uso in presenza di persone, perché le particelle beta non possono penetrare nella pelle umana. Sono molto più deboli delle particelle gamma più pericolose che possono essere un problema con alcuni isotopi radioattivi.
È anche potenzialmente possibile convertire il decadimento direttamente in energia cinetica da utilizzare per spostare i componenti meccanici di un dispositivo. I progetti sperimentali di batterie atomiche hanno mostrato come questa applicazione potrebbe essere utile per alcuni dispositivi medici e altre apparecchiature. La durata della batteria dipende dalle caratteristiche dell’isotopo utilizzato per realizzarla, ma potrebbe essere di un decennio o più. Questo può soddisfare le esigenze di molti dispositivi, fornendo una fornitura di energia stabile per un lungo periodo di tempo.