Батареї з ядерних відходів живитимуть штучні нейрони багато років

Компанії Arkenlight і Axorus об'єдналися для створення прототипу першого штучного нейрона, що працює від алмазної бета-вольтаїчної батареї, виготовленої з ядерних відходів. Мета полягає в тому, щоб розробити імплантати медичного призначення з джерелами енергії, які будуть працювати десятиліттями без підзарядки.

Технологія бета-гальванічних батарей розробляється Arkenlight на основі алмазів. Ця компанія була створена дослідниками з Брістольського університету, які розробили засоби для вилучення частинок радіоактивних відходів з атомних електростанцій, зокрема, вуглецю-14 і тритію з частин реакторів, що зазнали впливу випромінювання паливних стрижнів, і перетворення їх на алмази, які можуть збирати електрони високої енергії або бета-частинки, які вони випромінюють, і перетворювати їх на корисну електроенергію.

Ці бета-вольтаїчні батареї будуть генерувати енергію протягом дуже довгого часу - деякі можуть бути розраховані на десятиліття, інші - на тисячі років, залежно від періоду напіврозпаду конкретного ізотопу, який вони використовують.

І, незважаючи на те, що вони зроблені з радіоактивних ядерних відходів, фахівці з Arkenlight кажуть, що вони дуже безпечні для використання поблизу або навіть всередині людського тіла, оскільки бета-випромінювання такого роду не проникає далеко в тканини, а надзвичайну твердість алмазної структури практично неможливо зламати.

Однак важливо відзначити, що тут ми говоримо про крихітну кількість енергії, і що інші компанії, які обіцяють живити споживчі пристрої та електромобілі за допомогою ядерних алмазних батарей, ще не продемонстрували, як вони будуть робити це, не маючи батарей більше і важче самих пристроїв.

Бетавольтаїчний пристрій (бетавольтаїчна комірка або бетавольтаїчна батарея) - це тип ядерної батареї, яка генерує електричний струм з бета-частинок (електронів), що випускаються радіоактивним джерелом.

Останнім часом Arkenlight працює з французькою компанією Axorus над вивченням можливості використання бета-вольтаїчних мікробатарів для харчування штучних нейронів, що розробляються Axorus.

Ці штучні нейрони призначені для вбудовування в нервову систему пацієнта і виконання безлічі функцій, заснованих на їх здатності спілкуватися з біологічними нейронами, «прислухатися» до сигналів, що надсилаються іншими нейронами та іншими системами, і посилати власні сигнали, коли це необхідно.

"Це CMOS-схема, - йдеться на веб-сайті компанії, - до 1000 разів більш енергоефективна і до 10 разів менше, ніж біологічний нейрон. Дуже висока чутливість робить її ідеальною для медичних імплантатів ".

Axorus сподівається використовувати такі пристрої різними способами. В даний час компанія розробляє штучну сітківку, яка об'єднує ряд штучних нейронів з фотодіодами, створюючи матрицю «пікселів», які можуть зчитувати вхідне світло і посилати електричний сигнал в мозок через зоровий нерв.

Розроблений для пацієнтів, які страждають віковою дегенерацією жовтої плями, він покликаний повернути людям центральну частину їхнього зору, хоча спочатку тільки в чорно-білому кольорі.

Ці штучні сітківки будуть харчуватися від навколишнього світла, але Axorus шукає рішення для їх харчування вночі, і компанія має на увазі ряд інших додатків для своїх штучних нейронів в мозку, ендокринній системі, кишечнику і сечовидній системі, де вони потенційно можуть лікувати всі види розладів, але для їх харчування не буде світла.

Крихітна безпечна бетагальванічна батарея, що працює десятиліттями, могла б ідеально підійти для цих пристроїв, тому Axorus і Arkenlight об'єдналися, щоб створити доказ концепції: перший штучний нейрон, що працює від тритієвого радіоелектричного мікрогенератора енергії.

Цільовий розмір Arkenlight для цієї тритієвої батареї - квадрат 4 ст.14 мм з товщиною менше 50 мікрон. Хоча остаточна потужність і очікуваний термін служби ще не визначені, компанія заявляє, що очікує, що ці пристрої будуть генерувати мікровати енергії протягом десятиліть.

Компанія сподівається, що до 2024 року вона зможе вивести готовий пристрій на ринок, і якщо вона зможе продемонструвати, що ці батареї безпечні і надійні в людському тілі, і забезпечують корисну потужність в крихітному корпусі, вони можуть знайти ряд інших медичних додатків, які можна підключити в майбутньому.