Betavoltaik ist eine Möglichkeit, aus dem organischen Prozess des radioaktiven Zerfalls gewöhnlichen, tragbaren Strom zu gewinnen. Radioaktive Elemente in der Welt zerfallen ständig und setzen Elektronen frei. Da Strom nur ein Strom von Elektronen ist, der in die gleiche Richtung wandert, haben Experten der Energietechnik lange nach diesen Elementen gesucht, um eine effiziente, sichere, langlebige, umweltfreundliche und winzige Alternative zu anderen Batteriesystemen zu bieten, die Strom liefern.
Wir alle verstehen das stabile Modell eines Atoms, bei dem der Kern von einer Elektronenwolke umgeben ist, die kommen oder gehen kann. Bestimmte Arten von Elementen, die als radioaktive Isotope bezeichnet werden, verhalten sich jedoch im Laufe der Zeit ganz anders. Diese Isotope, wie „schwerer“ Wasserstoff oder Molybdän-100, durchlaufen einen kontinuierlichen Prozess, der als Zerfall bezeichnet wird. Der Kern „zerfällt“, was zu einem Neutron weniger und einem Proton mehr führt, wodurch jeweils ein einzelnes Elektron freigesetzt wird. Diese hochenergetischen Hochgeschwindigkeitselektronen werden Betateilchen genannt.
Die Betavoltaik-Technologie nutzt diese Streuelektronen als Quelle für elektrische Energie. Eine mit Betavoltaik betriebene Einheit muss ein geeignetes radioaktives Isotop sowie eine weitere Komponente namens Halbleiter enthalten, die dabei hilft, die einzelnen Elektronen in Elektrizität umzuleiten. Obwohl Betavoltaik seit Jahrzehnten theoretisiert wird, gewinnt sie jetzt in der Praxis an Popularität, um sehr effiziente, sehr langlebige Batterien mit dem Spitznamen „Atombatterien“ herzustellen.
Die Entwickler zuverlässiger Betavoltaik stehen vor mehreren Herausforderungen. Zum Beispiel absorbiert das Isotop manchmal diese schwebenden Elektronen wieder, so dass sie nicht mehr frei sind, um Elektrizität zu werden. Dies könnte durch die Entwicklung spezieller Halbleiter aus Silizium gelöst werden. Zweitens kann das Isotop mit dem Halbleiter auf nicht hilfreiche Weise reagieren, was ihn weniger effizient macht. Außerdem kann die Abklingrate zu langsam sein, um etwas Großes wie ein Raumschiff anzutreiben.
Es ist fast genauso wichtig zu erklären, was Betavoltaik nicht ist, im Gegensatz zu dem, was es ist. Betavoltaik hat nichts damit zu tun, wie Atomreaktoren in riesigen Kraftwerken Strom produzieren. Kernreaktoren müssen massive Kernreaktionen wie Spaltung und Fusion erzwingen, um aus sehr instabilen Elementen Energie zu erzeugen. Betavoltaics ist jedoch keine miniaturisierte Version eines Kraftwerks, das in eine Batterie passt. Es ist eine völlig andere Technologie und sollte nicht mit den Gefahren oder dem Mysterium anderer Kernenergie verwechselt werden. Es wird wahrscheinlich kein radioaktiver Abfall produziert und schon gar keine Gefahr einer Kernschmelze.