Batería atómica

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25/10/2.002

Personal de la Cornell University ha diseñado un dispositivo microscópico que podría proporcionar electricidad durante décadas a sensores remotos o aparatos médicos implantados, a partir de la energía de un isótopo radiactivo. Los circuitos electrónicos y las nanomáquinas, cada vez más pequeños, dispondrán así por fin de una batería de tamaño equivalente.

El sistema convierte directamente en movimiento la energía almacenada en el material radiactivo. Así, podría mover las piezas de una diminuta máquina, o generar electricidad. El método usado crea una fuente de alta impedancia (el factor que determina la amplitud de la corriente), lo cual es más adecuado para alimentar muchos tipos de circuitos, explica Amil Lal, uno de los ingenieros de Cornell que han participado en la iniciativa.

Lal y su colega Hui Li, estudiante de doctorado, han presentado su prototipo a la Defense Advanced Research Projects Agency. DARPA es una de las agencias científicas militares estadounidenses.

Su prototipo está hecho de una tira de cobre de 1 milímetro de ancho, 2 centímetros de largo y 50 micrómetros de grosor, la cual está situada formando un puente sobre una delgada película de níquel-63, un isótopo radiactivo. A medida que el isótopo se desintegra, emite partículas beta (electrones). Los materiales radiactivos pueden emitir partículas beta, alfa o rayos gamma, pero los dos últimos son peligrosos debido a la cantidad de energía que transportan. Por eso, Lal ha elegido sólo isótopos que emitan partículas beta, cuya liberación de energía es lo bastante pequeña como para no penetrar en la piel.

Los electrones emitidos se recogen en la tira de cobre, donde se acumula una carga negativa, mientras que la película de isótopo, al perder electrones, se carga positivamente. La atracción entre los polos positivo y negativo hace que la barra se doble. Cuando se acerca lo suficiente al isótopo, fluye corriente, que iguala la carga. Entonces la barra salta hacia arriba y el proceso se repite. El movimiento mecánico podrá aprovecharse posteriormente. El sistema es parecido al de un timbre eléctrico, donde una barra móvil abre y cierra alternativamente el circuito eléctrico que alimenta el electroimán.

Los isótopos radiactivos pueden continuar liberando energía durante períodos que van desde semanas a décadas. La vida media del níquel-63, por ejemplo, es de unos 100 años. Una batería basada en él podría proporcionar energía durante al menos la mitad de este tiempo. A diferencia de las baterías normales, podrá trabajar en un gran espectro de temperaturas.

Los militares creen que podría aplicarse para alimentar sensores que controlen la condición de los misiles almacenados y sellados en contenedores, sensores de detección en el campo de batalla (que deban permanecer ocultos y sin atender durante mucho tiempo), o dispositivos médicos implantados dentro del cuerpo.

El puente móvil puede actuar directamente sobre un dispositivo lineal, u otro que produzca un movimiento de rotación. Un material magnetizado unido a la barra podría generar electricidad al moverse dentro de una bobina.

El prototipo es aún muy grande, pero las últimas versiones podrán ser colocadas en espacios de menos de un milímetro cúbico.

Autor: Sin datos

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)