DARPA资助开发紧凑核能电池技术
摘要
Avalanche Energy公司获得DARPA 520万美元合同，开发用于核能电池的放射性伏特电池技术。该技术能将核辐射直接高效转化为电能，为太空等恶劣环境提供便携长寿命电源。此研发不仅服务于放射性同位素电池，也为该公司聚变能源装置的最终目标奠定基础，旨在为国防和太空应用提供可靠能源。
聚变能源初创公司 Avalanche Energy 获得了一份来自美国国防先进研究计划局 'Rads to Watts' 计划的 520 万美元合同，旨在开发用于紧凑、耐用的核能电池的下一代技术。
美国国防先进研究计划局(DARPA)表示：“‘Rads to Watts’计划的最终愿景是使放射性伏特电池能够将高功率核辐射转化为千瓦级的电能。”“让放射性伏特电池在更高辐射注量（即穿过特定区域的辐射粒子数量或单位面积的能量）下运行，将为新的、电力匮乏的运行领域提供长寿命、无需维护的高功率能源，和/或为那些不存在补充能源的物流供应链的领域提供能源。”
在这份为期 30 个月的合同下，Avalanche 将开发固态、微细加工电池，旨在将放射性同位素产生的α粒子的动能直接转化为电能——类似于太阳能电池将光子转化为电能的方式。该系统旨在实现每千克超过 10 瓦的功率输出——足以从一个仅重几千克的设备中，持续为笔记本电脑级系统供电数月——同时能在恶劣的空间辐射环境中保持性能，而传统的电子设备会迅速退化。Avalanche 将使用粒子加速器和活性放射性同位素来验证该设备的运行耐久性。
据总部位于西雅图的 Avalanche Energy 称，该计划将推动直接支持其商业化实用、便携式聚变能源任务的技术成熟。
“虽然 Avalanche 为 DARPA 开发的设备使用放射性同位素，但其背后的物理学原理与 Avalanche 的长期聚变路线图直接相关：高效率地将高能带电粒子转化为电能。该项目将开发耐退化的微结构（微芯片），这些微结构首先将用于放射性同位素产生的α粒子，但最终将支持来自其聚变装置中产生的相同粒子的直接能量转换。”
Avalanche Energy 开发了一种名为 Orbitron 的装置，该装置利用静电场结合磁控电子约束方案来捕获聚变离子，以克服电荷密度限制。由此产生的聚变燃烧然后产生高能粒子，这些粒子产生热能或电能，可以为高效率推进系统提供动力。根据美国国防部国防创新部的说法，与其他聚变概念相比，Orbitron 装置在太空应用方面前景广阔，因为它们可以缩小尺寸，并使其既能用作推进系统又能用作电源。
Avalanche Energy 联合创始人兼首席执行官 Robin Langtry 表示：“DARPA 合同代表了我们在实现实用聚变能源道路上迈出的关键一步。我们在‘Rads to Watts’计划下开发的直接能量转换技术对于高效地从聚变反应中提取能量至关重要。我们正在构建今天的能力，这将使明天的聚变系统能够为国防、太空和商业应用提供可靠、便携的能源。”