DARPA encarga batería radiactiva de alta potencia para uso espacial y militar

Avalanche Energy, una empresa de fusión nuclear con sede en el estado de Washington que se diferencia del resto del sector por trabajar en reactores de fusión portátiles, ha sido seleccionada por DARPA para desarrollar una batería radiactiva de alta potencia a través del programa Rads to Watts, según informó la compañía.

El programa Rads to Watts, iniciado el año pasado, tiene como objetivo desarrollar un método para convertir "radiación nuclear de alta potencia en kilovatios de energía eléctrica", según DARPA. El contrato adjudicado a Avalanche asciende a 5,2 millones de dólares.

Las baterías radiactivas ya existen desde hace tiempo, capturando las partículas de desintegración de isótopos radiactivos y convirtiéndolas en electricidad. Estas baterías tienen la capacidad de durar décadas, siglos o incluso milenios, pero producen solo un goteo de energía en comparación con las baterías convencionales en relación a su tamaño, según explica Avalanche.

Las celdas modernas de iones de litio, por ejemplo, almacenan típicamente entre 200 y 300 vatios-hora por kilogramo, dependiendo de la química y el diseño, según la fuente. Las baterías betavoltaicas históricamente utilizadas en aplicaciones de nicho como dispositivos médicos implantables, sensores y algunos sistemas espaciales, por otro lado, generalmente entregan potencia en el rango de microvatios a milivatios.

Las baterías radiactivas a bordo de los rovers marcianos Perseverance y Curiosity, que generan mucha más potencia, pesan cada una alrededor de 100 libras (45 kilogramos), pero aún así solo pueden producir 110 vatios, lo que equivale a aproximadamente dos vatios y medio por kilogramo, según la información proporcionada.

Según Avalanche, DARPA quiere que la batería radiactiva que se le ha encargado desarrollar sea capaz de entregar "más de 10 vatios por kilogramo", un salto importante en la potencia de salida para una batería nuclear. La agencia busca una batería radiactiva que pueda alimentar un sistema de clase portátil durante meses desde un dispositivo que pese solo unos pocos kilogramos, según Avalanche.

Dado que DARPA quiere sus nuevas baterías radiactivas supercargadas para propósitos espaciales y de defensa, la nueva batería debe estar endurecida para el espacio y otros entornos extremos, según los requisitos del programa.

Avalanche ha sido encargada de desarrollar celdas microfabricadas de estado sólido capaces de convertir partículas alfa en electricidad (alfavoltaicas), en contraste con las partículas beta más seguras para los humanos que se encuentran en cosas como las baterías de marcapasos, según la compañía. Las partículas alfa se bloquean fácilmente, pero son más dañinas para los humanos. Dado que los dispositivos alimentados por esta futura batería probablemente estarán en el espacio, eso no debería ser un problema, según Avalanche.

La nueva empresa de Avalanche Energy en baterías radiactivas no es un gran salto, dice la compañía, ya que implicará la creación de tecnologías que tendrán aplicaciones directas para su misión de desarrollar "energía de fusión práctica y portátil".

"Las mismas máquinas de fusión que producen partículas alfa de alta energía también producirán neutrones de alta energía", explicó Avalanche en un comunicado de prensa. "Los neutrones producidos también son eficientes para crear los mismos radioisótopos necesarios para el programa Rads to Watts, creando un volante de suministro y tecnología de refuerzo alrededor de la plataforma de fusión central de Avalanche".

Como ejemplo de tecnología producida para Rads to Watts que respaldará su trabajo de fusión, Avalanche señaló los microchips que está desarrollando para las baterías que se utilizan para capturar la desintegración radiactiva y convertirla en electricidad. DARPA quiere chips "resistentes a la degradación" para las baterías, y aunque estarán capturando partículas alfa por ahora, Avalanche dijo que podrán usar los mismos chips para el diseño de su reactor de fusión.

Ese diseño de reactor de fusión es aún más descabellado que la tecnología de batería nuclear de 10 vatios por kilogramo: está diseñado para caber en un escritorio, aparentemente.

Conocido como el Orbitron, el dispositivo se está desarrollando como una máquina de fusión compacta de 1 a 100 kilovatios eléctricos, que según Avalanche podría adaptarse a ubicaciones remotas, usos de defensa, transporte, microredes e incluso energía para la superficie lunar gracias a su diseño modular. La compañía dice que las unidades demostradoras del Orbitron ya se han construido y probado internamente durante los últimos dos años, aunque no ha reportado ganancia neta de energía positiva.

En otras palabras, una versión funcional de ese reactor de fusión miniatura y portátil probablemente esté a 30 años de distancia. Es bueno que tengan ese trabajo de batería radiactiva como respaldo, según concluye la fuente.