Il betavoltaico è un modo per ottenere elettricità normale e portatile dal processo organico di decadimento radioattivo. Gli elementi radioattivi nel mondo stanno sempre decadendo e rilasciando elettroni. Poiché l’elettricità è solo un flusso di elettroni che viaggiano nella stessa direzione, gli esperti di tecnologia energetica hanno guardato a lungo a questi elementi per fornire un’alternativa efficiente, sicura, duratura, ecologica e minuscola ad altri sistemi di batterie che forniscono energia.
Tutti comprendiamo il modello stabile di un atomo, con il nucleo circondato da una nuvola di elettroni che possono andare o venire. Ma alcuni tipi di elementi, chiamati isotopi radioattivi, si comportano in modo molto diverso nel tempo. Questi isotopi, come l’idrogeno “pesante” o il molibdeno-100, subiscono un processo continuo chiamato decadimento. Il nucleo “decade”, risultando in un neutrone in meno e un protone in più, rilasciando così un singolo elettrone alla volta. Questi elettroni ad alta energia e alta velocità sono chiamati particelle beta.
La tecnologia betavoltaica sfrutta questi elettroni vaganti come fonte di energia elettrica. Un’unità che funziona con i betavoltaici deve contenere un isotopo radioattivo appropriato e un altro componente chiamato semiconduttore che aiuta a instradare i singoli elettroni nell’elettricità. Sebbene il betavoltaico sia stato teorizzato per decenni, ora sta guadagnando popolarità pratica come metodo per produrre batterie molto efficienti e di lunghissima durata, soprannominate batterie “nucleari”.
Ci sono diverse sfide che incontrano gli sviluppatori di betavoltaici affidabili. Ad esempio, a volte l’isotopo riassorbe quegli elettroni fluttuanti, quindi non sono più liberi di diventare elettricità. Questo potrebbe essere risolto sviluppando speciali semiconduttori in silicio. In secondo luogo, l’isotopo può reagire con il semiconduttore in un modo inutile che lo rende meno efficiente. Inoltre, il tasso di decadimento potrebbe essere troppo lento per alimentare qualcosa di grande, come un’astronave.
È quasi altrettanto importante spiegare cosa non è il betavoltaico, al contrario di cosa è. Betavoltaics non ha nulla a che fare con il modo in cui i reattori nucleari producono elettricità in enormi centrali elettriche. I reattori nucleari devono forzare reazioni nucleari massicce, come la fissione e la fusione, per produrre energia da elementi molto instabili. Betavoltaics, tuttavia, non è una versione miniaturizzata di una centrale elettrica che può essere inserita in una batteria. È una tecnologia completamente diversa e non dovrebbe essere confusa con i pericoli o il mistero di altre energie nucleari. Probabilmente non ci sono scorie radioattive prodotte e certamente nessuna minaccia di fusione nucleare.